Hsiuping University of Science and Technology Institutional Repository : Item 310993100/1768
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题名: 二元磁性奈米複合物中晶粒邊界的微結構對磁傳輸機制與低場磁阻特性影響之探討
作者: 楊尚霖
贡献者: 修平技術學院電機工程系
关键词: 奈米;複合物;微結構;磁傳輸;晶界;量子干涉;表面效應;庫倫力作用;雙重交換;穿隧效應;載子躍遷;半金屬;自旋極化;場冷卻零場冷卻;蒙地卡羅模擬法;隨機電阻網路模型;溶膠凝膠法;Kondo 效應;薄膜;鐵磁;超順磁;退火
日期: 2007-07-01
上传时间: 2009-10-28T03:51:01Z
摘要: 探討( 磁阻材料/ 金屬) 與( 磁阻材料/ 氧化物) 等二元磁性奈米複合物(nanocomposite)的微結構對磁傳輸行為與低場磁阻特性的影響是相當新穎的研究。本計畫主要的研究目的是應用計畫申請人多年來在磁性物理、氧化物製作及薄膜濺鍍的經驗，深入探討二元磁性奈米複合物中奈米等級晶粒內與晶界之載子傳輸特性。在低溫和低維度物體中，電子的傳導行為深受到量子干涉(quantum interference)與表面效應的影響，因而當晶粒尺寸縮小至近奈米等級時，其微觀物理的諸元特性包含庫倫力作用(Columb interaction)、雙重交換作用(Double exchange)、穿隧效應(Tunneling effect)、及載子躍遷(Carrier hopping)等介觀物理(Mesoscopic physics)的性質與機制可預見的將極為不同。本計畫嘗試製做出不同組成之奈米複合物以瞭解在奈米尺寸下晶粒內(intragrain)與邊界 (intergrain)對磁傳輸行為及低場磁阻所扮演的角色，並做深入探討。本研究計畫包括三個子題：子題一：二元磁性半金屬奈米複合物異質晶粒介面的穿遂效應研製不同成份的A/B 二元磁性半金屬氧化物奈米複合物，A、B 分別為負、正自旋極化氧化物，以變溫直交流電阻率量測、低磁場場冷卻零場冷卻磁矩(LFFC-ZFC magnetization)、高場磁矩、磁滯曲線等的量測來研究晶粒邊界的磁傳輸特性。首先，以不同的半金屬氧化物成份來調變晶粒邊界的耦合作用與能障，調製傳導電子的波函數，以觀察傳輸載子在晶粒邊界的傳導電子溫度倚變躍遷情形，探討短長程耦合效應的物理機制對穿隧磁阻的影響，並研究其與載子傳輸的相關性。再者，嘗試以理論分析方式應用蒙地卡羅模擬法，使用隨機電阻網路模型(Randomresistor network model)分析其對相鄰粒子磁矩相干性的影響，釐清並建立對磁阻特性影響的機制。子題二：二元鈣鈦礦氧化物奈米複合物連接界面的磁阻特性研製不同成份的 A/B 二元磁性鑭錳氧化物奈米複合物結構，以變溫電阻率量測、低磁場場冷卻零場冷卻磁矩(LF FC-ZFC magnetization)、高場磁矩、磁滯曲線等的量測來研究與微米等級晶粒邊界的磁傳輸特性的差異。首先，以溶膠凝膠法(Sol-gel method)製作奈米等級之不同A（磁性鑭錳氧化物）與B（金屬或氧化物）成份來調變晶粒邊界的自旋極化耦合條件，以觀察傳輸載子在晶粒邊界的傳導電子溫度倚變躍遷情形。再者，以控制製程參數方式製作奈米等級不同尺寸晶粒以觀察晶粒核心與邊界不同比例時對傳導電磁特性的影響，探討對磁阻特性影響的機制。最後，對照計畫申請人目前實驗結果，微米級晶粒低溫時發現的Kondo 效應在奈米尺寸以下時是否仍然存在。子題三：磁性金屬/非磁性金屬奈米粒狀複合物固體與薄膜的磁阻特性研製以溶膠凝膠法(Sol-gel method)製作磁性金屬/非磁性金屬奈米粒狀複合物固體，以濺鍍方式沈積不同厚度與組成(diluted composition)的磁性金屬/非磁性金屬奈米粒狀複合物薄膜，以變溫電阻率量測、磁滯曲線的量測研究晶粒邊界的磁電交互影響。首先，製作不同成份磁性金屬/非磁性金屬奈米粒狀複合物固體與薄膜來觀察其晶粒間的鐵磁(ferromagnetic)與超順磁(superparamagnetic)相對關係及對磁阻特性的影響。再者，製作不同組成薄膜以觀察傳輸載子在晶粒邊界的磁電傳輸特性。最後，探討不同退火條件對薄膜磁阻特性的影響。最後將比較此三類物質的磁電特性差異，嘗試建立載子在奈米尺寸晶粒內(intragrain)及晶粒間(intergrain)傳導機制的模型，並探討載子傳輸時相較於微米晶粒尺寸介觀物理行為的差異。;計畫編號:NSC95-2112-M164-002;研究期間:200608~200707
显示于类别:[電機工程系(含碩士班)] 研究計畫

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