巨磁电阻材料及其在汽车传感技术中的应用

巨磁电阻材料是20世纪90年代新开发的一种功能材料。由于它与传统的各向异性磁电阻材料相比具有很高的磁场灵敏度等优点,关于它的研发在国际上倍受重视。巨磁电阻材料过去主要用于制作计算机硬盘读头,目前正向着更广泛的应用领域扩展。巨磁电阻(GMR)传感器元件由于灵敏度高、热稳定性好、成本低等优点而完全可取代霍尔及磁阻(AMR)元件,从而广泛应用在信息、电机、电子电力、能源管理、汽车、磁信息读写及工业自动控制等领域。在汽车传感技术上的应用是巨磁电阻材料的一个重要应用领域。     

纳米巨磁电阻材料的电化学制备及其应用

巨磁电阻材料大多采用物理法制备．与溅射法、分子束外延等方法相比,电化学法具有设备简单、成本低廉、低温操作、过程可控等优势,是制备巨磁电阻材料的良好途径．为此,针对国内外巨磁电阻材料的研究状况,结合多年来本研究室在该领域的研究工作,介绍了一维纳米多层线、二维纳米金属多层膜、自旋阀和颗粒膜等巨磁电阻材料的电化学制备方法、表征及磁电阻性能．简述了巨磁电阻材料在超高灵敏度微型传感器、巨磁电阻磁盘、读出磁头、磁随机存储器和磁电子器件等方面的应用,并对发展前景和研究方向进行了展望．[编者按]     

自旋在有机半导体中的输运

当前的微电子器件主要是通过控制半导体中载流子的电荷来存储、处理和传输信息,电子的自旋自由度长期在这些应用中被忽略。自旋电子学主要是研究与载流子的自旋相关的各种现象和效应,为在微电子器件中集成这些自旋效应,产生各种更新更强的功能的自旋器件奠定基础。有机半导体材料由于自旋轨道作用和超精细作用很弱,自旋扩散长度被认为很长,因而是一种具有很强应用潜力的自旋电子材料。最近,我们研究组首次成功的在低温下,以有机材料Alq_3作为中间层,La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3(LSMO)和Co分别作为两个电极的三明治结构中,低温下获得了高达40%的巨磁电阻效应。磁电阻随有机材料厚度的增加指数衰减,根据修正后的Jullierre模型,自旋扩散长度估计为约45nm。另外,巨磁电阻效应随温度的升高而降低,在温度较高时,样品除了有巨磁电阻效应之外,还明显表现出一种物理机理完全不同的高场磁电阻效应,电阻随磁场的增加而持续降低。为了进一步研究这种高场磁电阻效应的物理机理,我们制备了仅有一个铁磁性电极的有机发光二极管LSMO/有机/Al器件,实验结果表明高场磁阻效应与有机材料和制备方法无关,同时,发光器件的电致发光效应随磁场的增大而...     

金属磁电阻薄膜材料及其在高灵敏度磁传感器中的应用技术开发

上个世纪九十年代迅速发展起来的巨磁电阻（GMR）材料用于制作高灵敏度磁传感器具有广阔的应用前景，如用在计算机硬盘磁头可使硬盘存储密度提高一百倍。目前，其应用正向更广泛领域扩展，如：电子罗盘，磁编码器，磁栅尺，电度表，无损检测等等，具有广阔市场，所以国际上极为重视。目前国际上利用传统的各向异性磁电阻（AMR）材料制作的磁传感器，其磁场分辨率指标为40微高斯，我国还没有这种产品。GMR材料比AMR材料磁电阻变化率大，灵敏度高，国际上目前正在研制巨磁电阻高灵敏度磁传感器，但尚未产业化。本项目就是要在我国实现GMR和AMR材料及其高灵敏度磁传感器的产业化。     

巨磁电阻多层膜结构的研究进展

归纳了巨磁电阻效应发现以来在各种合金体系中出现的巨磁电阻多层膜材料,对其性能和晶体结构进行了对比分析,着重从界面粗糙度、元素混合和晶体学织构等方面,评述了巨磁电阻多层膜结构的国内外研究现状,讨论了各种结构参数对巨磁电阻效应的影响。     

Ag1-xCox颗粒膜巨磁电阻逾渗模型研究

利用离子束溅射方法制备了外加磁场79600A/m的Ag1-xCox颗粒膜,成分用X-ray能谱仪EDAX9100测定;颗粒膜磁电阻采用四端法测量.结果表明,其巨磁电阻随外磁场是线性变化的并用朗道相变理论解释了磁电阻的逾渗现象.     

GMR/TMR材料及相关自旋电子芯片研究

简要介绍了巨磁电阻材料和隧穿磁电阻材料的基本结构和性能,概述了自旋传感芯片、自旋磁电信号耦合芯片及存储芯片等几类相关自旋电子芯片的工作原理和器件性能,以及它们的应用前景。此外,也对在国内实现自旋电子芯片的产业化提出了自己的观点。     

流动槽滴入法电结晶制备铜钴纳米多层膜

在硼酸镀液体系中采用流动槽滴入法电结晶制得Cu/Co纳米多层膜,通过循环伏安法确定Cu、Co电结晶电位,分别为-0.55V和-1.05V(vs.SCE),通过X射线衍射技术(XRD)和X射线荧光光谱法(XRF)对Cu/Co纳米多层膜的结构、成份进行了分析.并用物性测量系统PPMS测试了Cu/Co多层膜的磁性能,结果表明:电结晶制备的Cu/Co多层膜的矫顽力比较小,仅为34 Oe,适合作巨磁阻磁头材料,其磁电阻随磁场强度的增大而减小,且约在3000 Oe时磁电阻趋于饱和,此时的巨磁阻效应GMR值达到了14%.     

Si作过渡层的Co/Cu/Co三明治膜中高灵敏度巨磁电阻效应和平面内磁各向异性

用高真空电子束蒸发方法制备了以半导体材料Ｓｉ 为过渡层的Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ三明治膜并研究了其巨磁电阻效应。当Ｓｉ 过渡层厚度达到０．９ｎｍ 时,三明治膜中开始出现较强的平面内磁各向异性。在Ｓｉ１．５ｎｍ／Ｃｏ ５ｎｍ／Ｃｕ ３ｎｍ／Ｃｏ ５ｎｍ结构中,在其易轴上得到了５ ．５％ 的巨磁电阻值和０．９ ％／Ｏｅ 的高磁场灵敏度。研究了过渡层Ｓｉ／Ｃｏ 界面之间的相互扩散,发现在过渡层Ｓｉ 与Ｃｏ 层间形成了ＣｏＳｉ 化合物。这个硅化物界面层诱导了三明治膜的平面内磁各向异性,从而导致了易轴上高灵敏度巨磁电阻效应。     

磁电阻材料及其应用的研究进展

本文综述了磁电阻（MR）材料的研究进展，并对目前研究热点的四类巨磁电阻（GMR）材料进行了根据评述，侧重论述MR材料在信息存储等领域的应用，明确指出开发和应用MR材料的关键问题是提高各类GMR材料的室温MR值和降低其工作磁场。     

巨磁电阻在计算机存储领域的应用

用巨磁电阻（GMR）材料的构成的磁电子学新器件,已开始在计算机存储领域成功地获得了应用,介绍了用于计算机硬盘驱动器的巨磁电阻磁头和巨磁电阻随机存储存储器,描述了它们的工作原理,性能特点及研究现状和发展趋势。     

各向异性磁电阻材料的研究进展

各向异性磁电阻效应是自旋电子学中的一种非常重要的物理现象,其在诸多相关领域有着广泛的应用前景,因而也是材料科学研究中最具吸引力的方向之一。分别介绍了传统坡莫合金各向异性磁电阻、隧穿各向异性磁电阻、弹道各向异性磁电阻、库仑阻塞各向异性磁电阻、异常各向异性磁电阻以及反铁磁隧穿各向异性磁电阻的研究进展,提出了一些研究中面临的挑战并对发展方向作出展望。     

La_(1-x)Ca_xMnO_3低温高磁场下的电脉冲诱导电阻转变效应

对La1-xCaxMnO3(x=0.3,0.5)多晶材料的巨磁电阻效应及低温高磁场下的电脉冲诱导电阻可逆变化(EPIR)效应进行了研究,并对两者之间的区别进行了分析.实验结果表明,La1-xCaxMnO3(x=0.3和0.5)多晶材料在低温高磁场下仍具有EPIR效应,电阻在相同电脉冲下的变化率不随温度和施加磁场与否发生变化,表现出不同于巨磁电阻效应的变化规律.结合之前的研究结果,发现巨磁电阻效应是由于磁场造成磁矩的有序并继而造成电子的退局域化引起的,而EPIR效应则是由于电脉冲诱导氧离子迁移,导致载流子浓度变化引起的.     

磁性多层膜的正巨磁电阻特性

采用离子束溅射方法制备了正巨磁电阻多层膜，在制备过程中采用外加磁场和退火处理。在室温条件下多层膜的巨磁电阻效应达到200％～300％，并用磁矩取向的双电流导电模型对正磁电阻的机理进行了解释。     

金属颗粒膜巨磁电阻效应的机制和影响因素

由于巨磁电阻效应在磁记录设备和传感器的潜在应用，具有该效应的材料得到了广泛地研究。特别是继金属多层膜之后的金属磁性颗粒膜，由于其制备简单，巨磁电阻效应的机理较为复杂，受到人们的青睐。本文综述了金属磁性颗粒膜中巨磁电阻效应的自旋相关散射机制和影响因素。在此基础上，指出了当前值得注意的研究方向。     

长春应化所合成世界首倒单昌碲化物纳米带

中科院长春应化所稀土化学与物理重点实验室，在一维碲化锑纳米材料合成方法的开发方面取得了重大突破。这一研究成果为获得其它低维碲化物纳米结构材料提供了良好思路，所获得单晶碲化锑纳米带极有可能会具有更为优良的热电性能。     

淬态非晶FeSiB薄带的各向异性及其巨磁阻抗效应

采用单辊快淬法制备了Fe_(75)Si_9B_(13)非晶薄带。磁阻抗测试显示,淬态非晶FeSiB合金薄带具有显著的巨磁阻抗效应(GMI),在7 MHz频率下,纵横向最大阻抗比分别达到30%和29%。磁畴结构观察表明,薄带样品磁畴结构为具有一定的横向取向的180°条形畴,易轴与样品横向夹角约为75°。磁电阻变化与样品各向异性变化没有直接关系,相比磁阻抗,磁感抗更确切地反映了磁矩转动磁化行为和样品各向异性场的大小,易轴具有一定的横向取向以及薄带各向异性在厚度方向的空间分布是影响其GMI变化特性的原因。分析了磁电阻、磁感抗对样品巨磁阻抗效应的影响,发现,低频下,磁电阻对磁阻抗变化起主要作用,随着趋肤效应增强,样品磁感抗逐渐成为影响磁阻抗变化行为的主要方面。     

有机磁电阻效应研究进展

介绍了近年国际上在π共轭有机半导体中新发现的有机磁电阻效应(Organic magnetoresistance,O-MAR)实验和理论的研究进展,展望了有机磁电阻效应的应用和研究.有机磁电阻效应不仅具有各向同性、常温下大磁电阻率和高磁场灵敏度的特点,而且不同于传统的磁电阻效应和目前广泛研究的巨磁电阻效应(Giant magnetore-sistance,GMR),其结构中不包含磁性材料也没有外部极化自旋的注入,是有机半导体的一种内禀性质.     

La-Ca-Mn-O巨磁电阻薄膜的电阻变化

研究了类钙铁矿结构La0.67Ca033MnOx巨磁电阻薄膜(生长在LaAlO3衬底)的电阻变化,观察到负巨磁电阻效应,讨论了优化制备工艺提高巨磁电阻效应和最大电阻温度,其效应可用于设计新电磁器件。同时讨论了巨磁电阻效应的机理,给出合理解释。     

巨磁电阻多层结构——从多层膜到多层纳米线

综述了巨磁电阻多层膜（包括连续多层膜,不连续多层膜,颗粒膜,非匀相合金膜及层状与粒状混合型多层膜）研究的一些结论,着重评述了巨磁电阻多层纳米线的研究进展,包括其制备,表征,传输性能的测定方法,电流垂直于膜面的巨磁电阻（CPP－GMR）,及如何利用多层纳米线的CPP－GMR测定材料的自旋扩散长度和自旋散射不对称因子等材料常数。简要介绍了开发前景。