巨磁电阻材料的性质和应用研究现状共61页课件

1、巨磁电阻材料的性质和应用研究现状16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。18、福不虚至，祸不易来。19、久在樊笼里，复得返自然。20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。巨磁电阻材料的性质和应用研究现状巨磁电阻材料的性质和应用研究现状16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。17、童孺纵行歌，斑白欢游诣。18、福不虚至，祸不易来。19、久在樊笼里，复得返自然。20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。巨磁电阻材料的性质与应用研究现状目录一、磁电阻及巨磁电阻简介二、GRM材料的要求及种类三、巨磁电阻的应用四、展望巨磁电阻材料的性质与应用研究现状目录一、磁电阻及巨磁电阻简介二、GRM材料的要求及种类三、巨

2、磁电阻的应用四、展望磁电阻及巨磁电阻简介许多导体材料的电阻是受外加磁场影响的,这种磁场改变引起导体电阻率变化的现象被称为磁电阻( Magnetoresistance,MR效应。表征磁电阻效应大小的物理量为磁阻比(MR比,其定义如下MR=R(H)-R(O Pu-PoR(0)其中,p-磁场下的电阻率;p-零磁场下的电阻率。磁电阻效应的产生有不同的物理机制,按不同的物理机制可作如下分类:正常磁电阻效应、各向异性磁电阻效应、巨磁电阻效应、庞磁电阻效应等。1)正常磁电阻( Ordinary Magnetoresistance,OMR)效应。普遍存在于所有金属中,它的产生机制是传导电子受到磁场的洛仑茲力的

3、作用而产生螺旋运动,从而使材料的电阻升高。实际中大部分材料的OMR都比较小没有实用价值。2)各向异性磁电阻( Anisotropic magnetoresistance,AMR)效应。存在于铁磁金属及其合金材料中,电阻率随电流和磁化强度的相对取向而不同。铁磁金属的AMR在室温下可以达到23%,由于一些磁性材料的磁矩可以用很小的磁场来翻转,所以有比较高的灵敏度。AMR效应已经有了很多的应用,比如90年代初期计算机读出磁头以及各种高灵敏度的磁场传感。3)巨磁电阻( Giant Magnetoresistance,GMR)效应。主要存在于磁性多层膜和颗粒膜等材料中的与电子自旋相关的磁电阻中4)庞磁电

4、阻( Colossal magnetoresistance,CMR)效应。具有超大磁电阻效应,磁电阻变化达到几百甚至上千。存在于钙钛矿结构的R1- A tO3氧化物、双钙钛矿结构的Sr2 FeMoo6、烧绿石结构的铊锰氧化物、尖晶石结构的硫属化合物,甚至一些变价稀土的二元硫化物或是它们的掺杂衍生物等。巨磁电阻大事记口1986年,德国于利希研究中心物理学家彼得格伦贝格尔( PeterGrunberg)在FeCr/Fe三明治结构中发现,在Cr层厚度合适时,两Fe层之间存在反铁磁耦合作用口1988年,法国巴黎大学的阿尔贝,费尔( Alter fert)教授研究小组,采用分子束外延法首先在reCr多层

5、膜中发现了巨磁电阻效应,磁电阻变化量超过了50%,在国际上引起了很大的反响。口1990年,IBM公司的斯图尔特帕金( S.P. Parkin)等人做出了突出贡献。首先,他们采用简单,快速的磁控溅射方法来制备GMR多层薄膜结构,大大缩短了制备时间。其次,首次报道了除铁-铬超晶格,还有钴-钌和钴-铬超晶格也具有巨磁电阻效应口1997年,BM公司研制出巨磁电阻效应的读出磁头,将磁盘记录密度一下子提高了17倍,达到5 Gbit /in2a口207年,瑞典皇家科学院宣布将当年的诺贝尔物理学奖授予法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格伦贝格尔以表彰他们发现了“巨磁电阻”效应。费尔1938年3月出生于法国南

6、部小城卡尔卡索纳,1970年在南巴黎大学获博士学位,1976年开始担任南巴黎大学教授。自1995年以来,费尔还一直担任法国国家科研中心与法国泰雷兹集团组建的联合物理实验室科学主管。费尔于2004年当选法国科学院院士。格林贝格尔1939年出生于比尔森,1969年在达姆施塔特技术大学获博士学位,1972年开始担任德国尤利希研究中心教授。2004年退休。他的知识产权保护意识比较强。格林贝格尔为此还申请了专利1T硬盘世界上第一台计算机“你的计算机硬盘存储能力有多大,他们的贡献就有多大”GRM材料的要求及种类为了满足应用的要求,对GMR材料的主要要求是1、高的室温GMR效应,即由外加磁场引起的室温电阻变

7、化率高;2、低的工作磁场,即在较低的外加磁场强度下得到高的MR3、高的稳定性,即环境条件(温度、湿度、振动等)变化时,MR的变化要尽量小就目前研究热点的几类GMR材料,可以说是各有特点。已发现具有GMR效应的材料主要有多层膜、自旋阀、纳米颗粒膜、磁性隧道结、非连续多层膜氧化物陶瓷、熔淬薄带等。多层膜各种铁磁层(Fe、Ni、Co及其合金)和非磁层(包括3d、4d、以及5d非磁金属)交替生长而构成的磁性多层膜,大多都具有GRM效应,其中尤以多晶(Co/Cu)多层膜的磁电阻效应最为突出。室温、1磁场下GMR值为70%,远大于多晶(Fe/Cr)。目前最常用的制备金属多层膜的方法主要由溅射、蒸发和分子束外延,非磁性层磁性层图1多层膜示意图Fig. I The structure of multilayer films谢谢！21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。培根22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。韩愈23、一切节省，归根到底都归结为时