自旋阀论文_刘璇宇,朱晓婷,丁帅帅,李荣金,胡文平

导读:本文包含了自旋阀论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:磁电,拓扑,电子学,金属,屏蔽,传感器,磁控溅射。

自旋阀论文文献综述

刘璇宇,朱晓婷,丁帅帅,李荣金,胡文平^[1]（2019）在《有机自旋阀及其磁电阻效应》一文中研究指出随着巨磁电阻效应(GMR)的发现,自旋电子学迅速兴起并成为一门新的学科。自旋电子学以电子的自旋属性为信息载体,有望实现集逻辑、存储和通信于一体的多功能、低功耗器件,为下一代电子学开辟新的路径。有机半导体具有低自旋轨道耦合、弱超精细相互作用和长自旋弛豫时间等特点,因而受到了极大关注。有机自旋阀(OSVs)是研究有机材料中自旋注入和传输的原型器件。本文综述了有机自旋阀的发展历程,总结了有机半导体的自旋弛豫机制,详细分析了有机自旋阀中存在的关键科学问题,如室温自旋传输的实现策略和磁电阻符号问题,介绍了自旋有机发光二极管和自旋光伏器件等新型自旋器件,最后对有机自旋电子学未来发展进行了展望。(本文来源于《化学进展》期刊2019年09期）

白琳,赵旭,杨艳岭^[2]（2019）在《过渡金属硫化物基自旋阀中栅压调控的巨磁电阻和非平庸金属状态》一文中研究指出在这里,我们从理论上研究了单层过渡金属硫化物基自旋阀器件中的谷分辨和自旋分辨输运,在该器件中,Rashba自旋轨道相互作用和栅极电压同时存在于中心电极中。与传统的半导体相比,非平庸的金属态,如正常的Rashba金属态、异常的Rashba金属态和Rashba环金属态,可以通过Rashba自旋轨道相互作用产生和操纵,而不需要磁效应。对于铁磁自旋阀器件,中心电极中的非平庸金属基态直接与巨磁电阻相关,具有显着的各态关联性和独特性。我们进一步揭示了一个来源于自旋分裂和自旋谷耦合效应的完美的谷和自旋巨磁阻效应。这些谷和自旋分辨特征对基础研究和应用研究都很有趣。(本文来源于《信息记录材料》期刊2019年07期）

宋小雨^[3]（2019）在《基于屏蔽结构的自旋阀开环电流传感器设计》一文中研究指出为了扩大自旋阀传感器在开环电流传感器中的测量范围,采用软磁屏蔽方法,设计了一种基于屏蔽结构的自旋阀开环电流传感器。利用有限元仿真软件设计屏蔽结构模型,并对其进行磁性能的仿真和分析,推导理论传感结构,指导实测样品的设计和组装。根据实测结果,所设计的电流传感器可以实现-500～500A范围的大电流检测,其灵敏度为0.85mV/V/A,线性度为3.79%,磁滞为0.60%。(本文来源于《科技风》期刊2019年14期）

宋小雨^[4]（2019）在《基于屏蔽结构的自旋阀开环电流传感器设计》一文中研究指出随着新能源汽车产业的快速发展,高可靠性的车载电流传感器的需求日渐迫切。目前,车载电流检测普遍采用开环霍尔电流传感器,其将磁敏元件与铁芯配合,通过检测导体内电流所产生的磁场,从而进行电流大小和方向的测量。但是,霍尔传感器的温度稳定性差、分辨力低、响应速度慢,不适合高精度、高速电流检测应用,无法满足新能源汽车技术发展对电流传感器的需求。与霍尔传感器相比,自旋阀传感器具有高热稳定性、高分辨力和较快的响应速度等优势,适合高精度、高速电流检测应用。对于车用大电流检测而言,其需求的电流传感器量程在300A以上,铁芯气隙中聚集的磁场将达数千高斯。对于线性范围通常为数十高斯的巨磁阻传感器而言,在进行大电流检测时难以直接应用,通常需要使用闭环结构。但是闭环结构的电流传感器因其结构复杂、功耗大,不适于车载电流检测应用。本文总结了电流传感器常用技术手段及应用需求,结合巨磁阻传感器的应用现状和发展趋势,着重对自旋阀传感器的原理及特性进行研究,提出了一种基于屏蔽结构的自旋阀开环电流传感器设计,目的是提升自旋阀传感器在开环电流传感器中的测量范围。整个设计由基于屏蔽结构的磁信号探测模块和信号调理电路模块组成,其中,磁信号探测模块包含聚磁铁芯、自旋阀传感器和屏蔽结构,其作用是解决自旋阀传感器线性范围与铁芯聚磁大小不匹配问题;信号调理电路模块包含仪表放大器及其外围电路元件,其作用是放大自旋阀传感器的输出电压和校正零点漂移。其中基于屏蔽结构的磁信号探测模块是本课题研究的重点。本文利用Ansoft Maxwell软件对基于屏蔽结构的自旋阀开环电流传感器模型进行磁性能的仿真和分析,推导理论传感结构,指导实测样品的设计和组装。最终,本文通过基于Labview开发的数据采集和仪器控制系统,进行实验数据采集和分析。根据实测结果,本文所设计的电流传感器可以实现-500500A电流量程的检测,其灵敏度为0.85mV/V/A,线性度为 3.79%,磁滞为 0.60%。(本文来源于《杭州电子科技大学》期刊2019-03-01）

刘振涛^[5]（2019）在《GMR自旋阀材料的制备及性能研究》一文中研究指出自从1988年巨磁电阻(GMR)效应被发现之后,基于GMR效应的磁性传感技术引起了人们的广泛关注。由于自旋阀结构的GMR传感器具有灵敏度高、线性度高和能耗低的优点,已经在航空航天、汽车电子、自动化控制等领域得到了广泛的应用。而自旋阀薄膜材料作为自旋阀传感器的核心部分,其性能直接影响传感器的灵敏度、磁滞特性和工作范围,为了制备出高性能的自旋阀薄膜材料,本文对自旋阀材料的结构设计、制备工艺和结构特性进行了深入的研究。本文中首先介绍了巨磁电阻材料及器件的研究现状和应用前景,阐述了本课题研究的目的,对GMR效应的物理机制及自旋阀材料的工作原理进行了研究。我们设计了单自由层结构、复合自由层结构和人工合成反铁磁被钉扎层结构的自旋阀材料,采用磁控溅射方法在硅衬底上制备了单自由层结构的顶钉扎自旋阀薄膜材料,对自旋阀结构中各层材料厚度进行了的优化,并且分析了各层材料的厚度对自旋阀材料性能的影响。尤其是重点研究了复合铁磁自由层和人工合成反铁磁被钉扎层结构对自旋阀材料性能的影响,优化了自旋阀结构和制备工艺,自旋阀薄膜材料的磁电阻率达到了 6.73%。此外,本文还研究了自旋阀材料的磁场角度依赖特性。我们做了两组实验,第一组是沿不同方向施加外磁场测试自旋阀材料的磁电阻曲线,发现自旋阀材料的磁电阻率与外磁场方向角余弦值的绝对值成正比。第二组是在固定强度的旋转磁场下测试自旋阀材料电阻值的变化情况,通过对数据进行分析,发现当旋转磁场强度大于100Oe时自旋阀材料的被钉扎层的磁化方向会明显偏离原钉扎方向,我们还进一步计算得到了被钉扎层磁化方向的偏转角度与旋转磁场方向角的关系。(本文来源于《杭州电子科技大学》期刊2019-03-01）

谷现荣,郭立丹,秦阳,孙向南^[6]（2018）在《基于分子自旋阀的自旋电子学》一文中研究指出分子半导体材料因具有很长的自旋弛豫时间,被认为在自旋电子学领域存在巨大的应用潜力.在基于分子半导体材料开展的自旋电子学研究被首次报道后的十余年里,以分子自旋阀为载体的自旋电子学研究取得了巨大发展并引起了广泛关注.本文将围绕分子自旋阀中的自旋注入、界面效应和输运等关键研究方向,综述近年来该研究领域的重要研究成果,具体包括:分子自旋阀制备工艺改善、结构优化对自旋注入效率的提升,自旋界面效应对优化注入和调控信号等方面的最新进展;以及分子半导体中自旋输运距离优化和输运机制研究结果.最后,基于分子自旋阀中的注入、界面效应和输运的研究基础,展望分子自旋阀多功能化这一新兴研究方向的发展前景.以上进展对未来自旋电子学和分子电子学领域进一步交叉研究的开展具有借鉴价值.(本文来源于《科学通报》期刊2018年35期）

吕刚,张红,侯志伟^[7]（2018）在《具有倾斜极化层的自旋阀结构中磁翻转以及磁振荡模式的微磁模拟》一文中研究指出基于自由层与钉扎层均为垂直磁各向异性的自旋阀结构,采用微磁学模拟与傅里叶分析相结合的技术,研究了极化层磁矩小角度倾斜情形下自由层磁矩的进动翻转特性.通过沿样品垂直膜面方向同时施加电流与磁场,观察到自由层磁矩垂直膜面方向分量的平均值随磁场的演化翻转曲线中出现了多个凹槽.模拟研究结果表明:在一定的电流范围内,凹槽出现的位置与电流大小无关;而在固定的应用电流下,凹槽出现的位置将会受到样品厚度的影响;在凹槽区域内,非一致进动模式、自旋驻波模式、局域自旋波模式等多种磁振荡模式被激发.通过傅里叶分析,得到了各种磁振荡模式的频谱,频谱中的频率分布体现出了倍频以及间谐波的频率特性.(本文来源于《物理学报》期刊2018年17期）

彭万立^[8]（2018）在《基于ZrTe_5纳米线自旋阀的自旋注入》一文中研究指出拓扑Dirac材料通常具有被时间反演对称性保护的拓扑能带结构,因而具有较强的抗背散射能力。最近发现的过渡金属五碲化物ZrTe5,被认为是拓扑Dirac半金属,在其层状结构中拥有着高迁移率特性。其拓扑表面态自旋分辨的特点也能极大的减小电子间散射,因此在无能耗输运和未来的自旋电子学中很有应用潜力。人们对纳米线(Nanowire)器件的输运和自旋相关注入、检测的研究一直在进行中。一直以来,作为纳米线(NW)的主要材料都是半导体,近年来已经扩展到拓扑绝缘体领域,但目前还没有人对ZrTe5材料的自旋注入和检测进行过研究。ZrTe5材料同时拥有半金属性质和拓扑表面态特性,其输运性质的研究将具有十分重大的意义。本文以ZrTe5纳米线(NW)为主要研究材料,利用高性能的设备和完善的微加工工艺,制备了自旋阀器件。用低温锁相输运测量系统,在non-local和local两种不同结构的测量模式下,检测到了不同磁阻变化情况。我们发现:1.在non-local测量结构下,我们检测到具有电阻平台信号的磁阻(magnetic resistance,MR)曲线,该信号在不同温度下都十分稳定。我们判断该信号来自于ZrTe5拓扑表面态自旋动量锁定的贡献。在文章中,我们分析了这种特殊的测量结构中,只改变电流方向不能改变电阻台阶方向的原因。随后的实验中,我们发现改变电流注入端扩散电流的方向,由自旋动量锁定引起的电阻台阶也随之反向。最后,在对照试验组金(Au)纳米线(NW)的器件中,该测量模式下我们并没有发现明显的磁阻变化。2.我们在local测量结构下,也测量到类似于磁滞回线的电阻平台信号,并且发现信号随着电流方向反向而反向。这让我们更加确信其来自拓扑表面态导电的自旋动量锁定的贡献。3.我们证实了在local模式下的“双峰”磁阻曲线来自于铁磁电极的各向异性磁阻(AMR)特性。在文章中,我们对该信号来自于自旋注入的贡献这一种情况,进行了质疑和检验。对比实验中,我们用金(Au)替换掉ZrTe5材料,做了相同结构的自旋阀器件,并用相同的方法检测磁阻的变化情况。我们发现,磁阻的变化率会和整个回路的总电阻成反比例关系,即磁阻变化是固定值。该信号来自于铁磁电极的各向异性磁阻(AMR)。(本文来源于《南京大学》期刊2018-05-21）

王向谦,李建锋,宋玉哲,郑礴,韩根亮^[9]（2017）在《SAF结构自旋阀的制备及其性能研究》一文中研究指出通过高真空直流溅射法在硅基地上沉积了结构为Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta的具有人工反铁磁(SAF)被钉扎层结构的自旋阀薄膜,研究了SAF结构中的CoFe层厚度对自旋阀的巨磁电阻变化率和交换场的影响。结果表明:与无SAF结构的自旋阀相比较,SAF结构自旋阀的交换场可以达到350Oe。进一步讨论了SAF结构中CoFe层厚对自旋阀薄膜交换场和磁阻率的调制机理。(本文来源于《甘肃科学学报》期刊2017年06期）

张敏昊^[10]（2017）在《拓扑绝缘体自旋阀及磁传感新原理器件的研究》一文中研究指出电子信息时代,电子材料日新月异,器件推陈出新。电子器件速度快、能耗低、体积小等特性成为研究追求的目标。然而当晶体管尺寸进一步减小,电流产生的热耗散问题难以解决,量子隧穿效应开始显着,摩尔定律逐渐失效。利用电子的另一属性——自旋有望解决热耗散和漏电的难题,实现新型高速、低功耗、非易失晶体管。本论文主要研究对象是拓扑绝缘体的自旋阀及磁传感新原理器件。我们聚焦于拓扑绝缘体表面态的自旋动量锁定,研究其在自旋电子学中的自旋电学器件应用。选取拓扑绝缘体的原因在于一下几点:拓扑绝缘体有着高迁移率,低功耗,背散射几率小等基本性质,在电学上具有一定的应用前景。而且拓扑绝缘体是类似于石墨烯层状材料,我们可以降低它的维度,来满足器件日渐小型化的需求。另外拓扑绝缘体表面态独特的自旋性质——自旋动量锁定,有望实现对传统铁磁性材料的颠覆。传统的铁磁性材料需要磁场来实现自旋极化,而在拓扑绝缘体中自旋极化完全是电学实现的。这使得拓扑绝缘体更适用于大规模电学逻辑电路的应用。主论文主要介绍了拓扑绝缘体中表面态基本磁输运性质、拓扑绝缘体自旋阀器件,拓扑绝缘体相变体系的输运研究及这些器件在磁传感中潜在的应用。本论文研究成果可总结为如下叁个部分:(1)基于BiSbTeSe_2拓扑绝缘体的新型自旋阀晶体管。高迁移率的拓扑绝缘体样品BiSbTeSe_2(～4039 cm2V-1s-1)是实现新型自旋阀器件中电流开关功能的基本保障。在拓扑绝缘体自旋阀中,扫磁场以改变Ni21Fe79电极的磁化方向时,我们的自旋阀晶体管的输出表现出了一种明显的台阶状的行为。最重要的是,当反转直流电流的方向时,开(低阻)关(高阻)状态甚至可以切换。基于拓扑绝缘体的自旋电子管晶体管,可以通过改变电流方向来切换开关状态。因此适用在磁性传感器和自旋逻辑电路上,并且拓扑绝缘体有潜力作为创新的电流驱动的自旋发电机。(2)拓扑绝缘体的拓扑量子相变引起了凝聚态物理和未来器件应用的高度关注。通过In的掺杂,在(Bi0.92In0.08)_2Se_3中实现了拓扑量子相变,并研究了拓扑临界点附近的单晶输运特性。在低场(<3T)下,依据洛伦兹定律,单晶的平均迁移率达到～1000cm2V-s-1,并且保持到50K。2K下,从～5T开始出现明显的量子振荡,揭示了单晶中的迁移率高达～1.4×104 cm2V-1s-1。朗道范图中接近π的贝利相位证明了拓扑狄拉克费米子的存在。该特性使(Bi0.92In0.08)_2Se_3成为拓扑绝缘体量子相变研究的一个合适的平台。(3)基于x = 0.08的组分,非磁性(Bi1-xInx)_2Se_3的叁维全空间矢量磁传感原理性器件。面内(a-b)的负磁阻呈现出一个哑铃形,具有二重对称性。垂直场(c)下呈现出大的正磁阻。2K温度下,3个方向的磁阻比大约为-3%(a):-1%(b):300%(c)。通过对厚度和组分相关的磁传输测量,我们推断在拓扑临界点附近,由于拓扑相变,体的带隙减小,上下表面耦合增强,从而产生了奇异的磁电阻现象。现象在室温下仍然存在,因此在新型室温自旋电子学领域有着潜在的应用,例如,矢量磁力传感器。(本文来源于《南京大学》期刊2017-12-20）

自旋阀论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

在这里,我们从理论上研究了单层过渡金属硫化物基自旋阀器件中的谷分辨和自旋分辨输运,在该器件中,Rashba自旋轨道相互作用和栅极电压同时存在于中心电极中。与传统的半导体相比,非平庸的金属态,如正常的Rashba金属态、异常的Rashba金属态和Rashba环金属态,可以通过Rashba自旋轨道相互作用产生和操纵,而不需要磁效应。对于铁磁自旋阀器件,中心电极中的非平庸金属基态直接与巨磁电阻相关,具有显着的各态关联性和独特性。我们进一步揭示了一个来源于自旋分裂和自旋谷耦合效应的完美的谷和自旋巨磁阻效应。这些谷和自旋分辨特征对基础研究和应用研究都很有趣。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

自旋阀论文参考文献

[1].刘璇宇,朱晓婷,丁帅帅,李荣金,胡文平.有机自旋阀及其磁电阻效应[J].化学进展.2019

[2].白琳,赵旭,杨艳岭.过渡金属硫化物基自旋阀中栅压调控的巨磁电阻和非平庸金属状态[J].信息记录材料.2019

[3].宋小雨.基于屏蔽结构的自旋阀开环电流传感器设计[J].科技风.2019

[4].宋小雨.基于屏蔽结构的自旋阀开环电流传感器设计[D].杭州电子科技大学.2019

[5].刘振涛.GMR自旋阀材料的制备及性能研究[D].杭州电子科技大学.2019

[6].谷现荣,郭立丹,秦阳,孙向南.基于分子自旋阀的自旋电子学[J].科学通报.2018

[7].吕刚,张红,侯志伟.具有倾斜极化层的自旋阀结构中磁翻转以及磁振荡模式的微磁模拟[J].物理学报.2018

[8].彭万立.基于ZrTe_5纳米线自旋阀的自旋注入[D].南京大学.2018

[9].王向谦,李建锋,宋玉哲,郑礴,韩根亮.SAF结构自旋阀的制备及其性能研究[J].甘肃科学学报.2017

[10].张敏昊.拓扑绝缘体自旋阀及磁传感新原理器件的研究[D].南京大学.2017

论文知识图

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