《基於半金屬Co2MnSi/Ag/Co2MnSi自旋閥器件的自旋電子注入與檢測》是依託湖北大學，由楊輔軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於半金屬Co2MnSi/Ag/Co2MnSi自旋閥器件的自旋電子注入與檢測
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊輔軍
- 依託單位：湖北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
把自旋電子高效注入到非磁金屬中，操控並檢測自旋電子是實現自旋電子器件最基本的條件。但是迄今為止，只有磁性金屬材料如Fe、Co、NiFe等被用做注入與檢測電極材料，自旋極化率有待提高。本項目提出採用半金屬Co2MnSi做為自旋閥的注入與檢測電極材料，金屬Ag做為非磁性材料製備自旋閥器件，採用非局域法測量器件的自旋聚集信號。通過最佳化Co2MnSi的沉積速率、退火溫度、退火時間等製備參數，得到具有良好L21結構的Co2MnSi薄膜；通過最佳化Co2MnSi線、Ag線的曝光時間、顯影時間、刻蝕時間等工藝參數，得到電學性能穩定的自旋閥器件。通過測得更明顯的自旋聚集信號，從而在實驗上驗證Co2MnSi電極材料的採用能夠增強電子的自旋極化率，提高電子在金屬Ag中的自旋擴散長度。該項目的開展不僅為電極材料的選用提供有益的參考，而且能探索自旋信號變化的影響因素與物理機制，將對自旋注入與檢測的研究起到推動作用。
結題摘要
本項目重點研究了：(a) Co-Mn-Si原子成分比；(b) Co-Mn-Si沉積速率；(c) 退火時間、退火溫度對Co-Mn-Si薄膜有序度、剩餘電阻比、磁阻尼係數以及各向異性磁電阻的影響。製備得到了高取向的Co-Mn-Si薄膜，薄膜高的剩餘電阻比、低的磁阻尼係數以及負的各向異性磁電阻表明其具有優良的半金屬性。採用半金屬Co2MnSi電極，本項目製作了Co2MnSi/Ag/Co2MnSi 自旋閥。通過改變微加工過程中的曝光時間、顯影時間、刻蝕時間、丙酮去膠時間等工藝參數以保證Co2MnSi/Ag界面清晰潔淨，Co2MnSi線、Ag線結構完整，成功的製作了可用於非局域測量的自旋閥器件，並檢測到了明顯的自旋電阻。我們製作的Co2MnSi/Ag/Co2MnSi器件中，Ag的自旋擴散長度長度達到了290納米，Co2MnSi的自旋極化率為74 %。以上結果表明，採用半金屬Co2MnSi電極做為自旋注入與檢測器件中的鐵磁電極，能夠促進自旋電子的非平衡聚集，得到大的自旋擴散長度。此外，本項目還通過改變成分原子比、溶液PH值、退火溫度、退火時間等製備工藝參數，製備出了具有一定B2取向度、磁性能較好的半金屬Co-Fe-Al納米Heusler顆粒。該結果表明，利用簡單、成本低廉的化學共沉澱法製備Heusler材料是完全可行的。
