[理学]自旋电子学导论.pdf

自旋电子学导论 Introduction of spintronics 张裕恒 童伟 国家强磁场科学中心 中国科学技术大学 §1 磁电阻效应 ……………………………………………………2 1.1 正常磁电阻效应 …………………………………………………2 1.2 铁磁金属的磁电阻效应 ………………………………………… 3 1.3 磁性金属多层膜的巨磁电阻效应 ………………………………4 1.4 颗粒膜，间断膜以及纳米固体的 GMR 效应 ……………… 8 1.5 自旋极化及隧道巨磁电阻效应（TMR ）…………………………9 1.6 其他磁阻效应体系 ………………………………………………10 §2 样品制备 ………………………………………………………12 2.1 多晶陶瓷 …………………………………………………………12 2.2 单晶 ………………………………………………………………13 2.3 薄膜 ………………………………………………………………14 §3 钙钛矿锰氧化物的物理性质………………………………16 3.1 庞磁电阻（CMR ）效应 …………………………………………16 3.2 晶体结构 …………………………………………………………19 3.3 电子结构和双交换作用 …………………………………………22 3.4 磁结构 ……………………………………………………………24 3.5 磁输运行为 ………………………………………………………27 3.6 各种掺杂效应及电－磁－结构相图 ……………………………33 3.7 电荷有序，轨道有序，自旋序 …………………………………45 I 3.8 相分离 ……………………………………………………………50 3.9 层状锰氧化物性质 ………………………………………………54 3.10 锰氧化物理论研究 ……………………………………………59 §4 钴氧化物的磁性和输运性质 ……………………………67 4.1 钴氧化物 CMR 效应的发现 ……………………………………67 4.2 晶体结构 …………………………………………………………68 4.3 电子结构与自旋态 ………………………………………………68 4.3 磁性和输运行为 …………………………………………………70 §5 应用与技术 …………………………………………………74 §6 小结 …………………………………………………………76 参考文献 ……………………………………………………………76 II 磁电阻效应的稀土钙钛矿氧化物 自 1993 年在钙钛矿锰氧化物薄膜中发现超大巨磁电阻效应 (CMR) , 近 10年来, 该体系得到了广泛而深入的研究, 至今仍是凝聚 态物理方向的一个重要课题。 这首先在于其广泛的应用背景, 如信 息存储领域中的磁记录, 磁随机存储, 以及在磁传感器,