《基於ITO的鐵磁體/半導體複合結構的自旋相關輸運》是依託西南大學，由陳鵬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於ITO的鐵磁體/半導體複合結構的自旋相關輸運
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳鵬
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氧化物半導體ITO由於其良好的導電性和透光性而廣泛套用於微電子和光電子領域,同時鐵磁體/半導體複合結構的研究是自旋電子學裡十分重要的內容，而基於ITO的鐵磁體/半導體複合結構的自旋相關輸運特性的研究卻未見報導，研究基於ITO的鐵磁體/半導體複合結構的自旋相關輸運對微電子學、自旋電子學和光電子學的相互融合有重要的意義。最近我們在Fe/ITO多層膜中觀察到6.7%巨磁電阻效應[JMMM 300,2185(2008)]。本項目旨在探索基於ITO的鐵磁體/半導體複合結構[例如(Fe、Co、Fe3O4)/ITO多層膜和自旋閥等]的結構設計和製備工藝及性能表征；研究這些結構中的表面與界面結構、自旋相關輸運特性(包括巨磁電阻效應、自旋霍爾效應等)和磁特性及它們的相互關係；探討溫度、鐵磁材料和ITO及它們的厚度對自旋相關輸運特性和磁特性的影響；探索利用光照射對這些結構的自旋相關輸運特性和磁特性進行調控。
結題摘要
本項目的研究內容屬於自旋電子學領域。鐵磁體/半導體複合結構的研究是自旋電子學裡十分重要的內容，而基於ITO的鐵磁體/半導體複合結構的自旋相關輸運特性的研究在之前卻未見報導，氧化物半導體ITO由於其良好的導電性和透光性而廣泛套用於微電子和光電子領域, 研究基於ITO的鐵磁體/半導體複合結構的自旋相關輸運對微電子學、自旋電子學和光電子學的相互融合有重要的意義。自旋轉移矩效應和巨磁電阻效應被認為是自旋電子學發展過程中最重要的兩個發現。從自旋轉移矩效應的套用角度看，實現105 A/ cm2量級以下的室溫臨界電流密度一直是國際上追求的目標，多年來，國際上報導的自旋閥和磁隧道結兩種結構中自旋轉移矩效應室溫臨界電流密度一直處於106 A/cm2量級，成為自旋轉移矩效應的套用瓶頸。本項目利用一種新結構NiFe/ITO顆粒膜來實現自旋轉移矩效應，成功實現了室溫下臨界電流密度低至5.8×103 A/ cm2的自旋轉矩效應，我們的研究為降低自旋轉移矩室溫臨界電流密度以及自旋轉移矩效應的套用提出了一個新方案。另外，我們在Co/ITO多層膜和Fe/ITO多層膜中實現了巨磁電阻效應，研究了該效應的溫度相關性。 同時，我們觀察到Fe/ITO顆粒膜的電阻和巨磁電阻反常的溫度依賴關係。還觀察到NiFe/ITO顆粒膜中正常磁電阻效應（正磁電阻效應）和低溫下NiFe顆粒間的隧穿磁電阻效應（負磁電阻效應）的相互競爭效應；還觀察到Fe/ITO多層膜的磁性、電阻和巨磁電阻與光照射有相關性。圓滿完成了本項目。
