Structure and Giant Magnetoresistance of Electrodeposited Co/Cu Multilayers Prepared by Two-Pulse (G/P) and Three-Pulse (G/P/G) Plating
研究了电沉积Co/Cu多层膜的巨磁电阻效应。为了更好地理解单个层的形成及其对GMR的影响，比较了由两种不同沉积策略产生的多层膜。一个系列的Co（2 nm）/Cu（tCu）多层膜与tCu范围从0.5 nm到6 nm的常规双脉冲电镀生产通过使用恒电流/恒电位（G/P）脉冲组合的磁性/非磁性层沉积，分别，其中的Cu层沉积进行电化学优化的电位。在G/P/G脉冲组合的帮助下制备了具有相同tCu范围的另一个Co（2nm）/Cu（tCu）多层膜系列。在后一种情况下，首先在每个循环中沉积Co（2nm）/Cu（6 nm）的双层，如在G/P模式中，之后施加具有小阳极电流的第三G脉冲以溶解6 nm厚的Cu层的一部分，以确保目标tCu值。这两个系列的比较表明，G/P/G脉冲组合产生的多层膜的GMR可以获得，即使在这样低的标称Cu层厚度，其中G/P多层膜已经表现出批量样的各向异性磁阻只有。通过原子力显微镜的表面粗糙度测量结果表明，这两种脉冲组合产生不同的表面粗糙度值，其与多层膜的结构质量相关，如在X射线衍射图案中多层卫星反射的存在或不存在所示。多层化学分析的结果表明，主要是增加的Cu含量的磁性层是负责的SPM区的发病形式的Co偏析在G/P/G多层膜与小Cu层厚度。
2017-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of electrodeposited amorphous/crystalline multilayer structures in the Fe-P system
采用单浴法电沉积非晶/晶态多层结构的Fe-P合金。Hall-Petch行为的显微硬度相对于子层厚度观察到了15 nm的子层厚度。对于较薄的子层，获得硬度平台。在15 nm的子层厚度的过渡与在透射电子显微镜中观察到的多层结构的损失相一致。过渡是一个可能的结果，在非晶结晶子层厚度比和界面粗糙度的发展过程中的沉积过程中的变化。此外，在微弯曲实验中，对于具有小子层厚度的层状结构，观察到界面处的裂纹偏转。
2018-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the electrical resistivity and the anisotropic magnetoresistance (AMR) of electrodeposited Ni Co alloys
研究了Ni-Co合金在室温及室温以下的电阻率和各向异性磁电阻（AMR）。用电沉积方法在Si基片上沉积了厚度约为2 μ m的Ni Co合金层，并蒸发了Cr和Cu底层。通过改变电解液中硫酸镍和硫酸钴的比例，在整个浓度范围内改变合金的组成。首先研究了Ni Co合金沉积物在衬底上的沉积状态，然后，通过机械剥离它们从衬底上，作为自支撑层没有和退火后。根据X射线衍射研究，在沉积状态下形成具有约10 nm的平均晶粒尺寸的强织构面心立方（fcc）结构。退火后，晶体结构得到保留，而晶粒尺寸增加了3至5倍，这取决于合金组成。由于晶粒尺寸的增加，退火使零场电阻率显著降低。退火几乎不改变AMR低于50 at.% Co，但在此浓度以上强烈降低。退火的Ni Co合金沉积物的电阻率和AMR的组合物依赖性与现有的文献数据在13 K和室温下都是在良好的定量协议。这两个传输参数被发现表现出一个明显的最大值之间的组成范围为20和30原子%。Co和Ni-Co合金的数据与纯组分金属（fcc Ni和fcc Co）的极限值吻合得很好。以前报道的关于fcc Ni Co合金的唯一理论计算在T= 0 K时得到的电阻率值比相应的低温实验数据小5倍，AMR值比相应的低温实验数据大约2倍，尽管理论结果正确地再现了这两个量的成分依赖性。
2016-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Reverse depth profiling of electrodeposited Co/Cu multilayers by SNMS
电沉积制备的多层薄膜的整体质量受到表面和界面粗糙度的强烈影响，该粗糙度随着层数的增加而增加。正因为如此，前几层的可靠分析可能是必要的。然而，在基于溅射技术的深度剖析方法中，第一层总是在溅射坑的底部发现。由于在溅射过程中深度分辨率降低，因此前几层的分析是困难的。为了解决这个问题，我们使用反向二次中性质谱（SNMS）深度剖析方法的电沉积多层膜。我们用两种方法制备了薄膜样品。首先，在Si/Cr/Cu衬底上电沉积Co/Cu多层膜，并从最上层方向进行SNMS深度剖析。其次，电沉积的Co/Cu多层堆叠被涂覆有几微米厚的Ni层，并从Si衬底分离，以便从衬底侧研究膜结构。使用后一种方法，我们能够以高分辨率分析薄膜结构的第一层，可能是最均匀的层。
2009-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Roughness and Disorder on Tunneling Magnetoresistance
基于无参数电子结构计算，系统地定量研究了界面粗糙度和无序度对FeCo $|$真空$|$ FeCo磁性隧道结磁电阻的影响.表面粗糙度被发现有一个非常强大的自旋极化输运的影响，而在铅（铅组成的替代合金）的无序是较弱的，但仍然足以抑制巨大的隧道磁电阻（TMR）预测理想系统。
2006-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak field magnetoresistance of narrow-gap semiconductor InSb
研究了InSb薄膜在垂直和倾斜磁场中的弱反局域化效应。结果表明，InSb薄膜具有准二维特征，退相干机制主要为奈奎斯特机制。通过系统研究弱场磁电阻相对于磁场的各向异性，进一步验证了二维性，并研究了粗糙度效应和塞曼效应对弱反定域效应的影响。研究还发现，面内场的存在可以有效地抑制InSb薄膜的弱反局域化效应，而粗糙度效应对InSb薄膜的各向异性起着重要的作用。
2010-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Spin dependent scattering of a domain-wall of controlled size
磁电阻测量CPP的几何形状已进行单电沉积的Co纳米线交换偏置一侧溅射的非晶GdCo层。这种几何形状允许在Co线中稳定单个畴壁，其厚度可以通过外部磁场控制。比较磁化强度，电阻率和磁阻的研究，单一的钴纳米线，钆钴层，和耦合系统，提供了证据的额外贡献的磁阻时，畴壁被压缩的磁场。当畴壁厚度小于自旋扩散长度时，这种贡献被解释为畴壁内的自旋相关散射。
1999-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Magneto-Thermopower: the Contribution of Interband Relaxation
考虑到铁磁层中的各向异性磁阻效应，研究了金属正常/铁磁结中的自旋注入。它示出，广义双通道模型的基础上，有一个界面电阻的贡献，由于各向异性散射，超越自旋积累和巨磁阻（GMR）。推导了相应的热电势表达式，并与巨磁阻产生的热电势表达式进行了比较。首次测量了电沉积Ni纳米线与Ni，Au和Cu的接触的各向异性磁热电势。本研究结果显示，巨磁电阻效应及对应的热电势表现出自旋反转散射的作用，而各向异性的磁热电势则显示出带间s-d弛豫机制。
2005-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-field microwave absorption and magnetoresistance in iron nanostructures grown by electrodeposition on n-type lightly-doped silicon substrates
在本研究中，我们研究了电沉积在轻掺杂（100）n型硅衬底上的铁纳米团簇的磁性、表面形貌和晶体结构。我们的目标是研究Fe/Si横向结构中的自旋注入和探测。在电渗流下获得的样品的特征在于通过磁阻和磁共振测量与循环扫描施加的场，以了解在所产生的样品中的自旋动力学。在磁共振谱中观察到的磁滞现象，加上在非饱和状态下确认低场微波吸收（LFMA）的宽峰的存在，与在磁阻曲线中发现的峰和斜率相关。结果表明，在低阻硅的长距离自旋注入和检测和磁共振技术在这里介绍了作为一个有前途的工具，用于分析电非接触磁阻样品。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistance of multilayers with long length scale interfacial roughness
在几种情况下，通过玻尔兹曼方程计算的电阻与界面粗糙度的长度尺度上，这是大的原子间距。这种类型的粗糙度在磁性多层膜中很常见。当电子平均自由程与层厚度相比很小时，电流流动是不均匀的，并且电阻在电流周向到平面（CPP）配置中减小，而在电流平面（CIP）配置中增加。对于比层厚度长得多的平均自由程，电流流动是均匀的，并且由于增强的表面散射，CPP和CIP配置中的电阻增加。在CPP和CIP的几何形状，巨磁电阻可以增强或减少的存在下，取决于参数的长尺度界面粗糙度。最后，CPP和CIP结晶度的变化，由于增加界面粗糙度估计使用实验确定的参数。
2002-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Antisymmetric magnetoresistance and helical magnetic structure in compensated Gd/Co multilayer
利用自旋相关的镜面和非镜面极化中子反射率（PNR），在Gd/Co多层膜中观察到了具有平面2π畴壁（DW）和高度相关磁畴的扭曲螺旋磁结构。具有偏振分析的镜面反射PNR揭示了在补偿温度（TComp）以下形成平面2π DW，导致该系统中的正交换偏置。具有自旋极化的离镜PNR显示每个Gd层的中心部分（厚度~ 25-30 μ m）的磁不均匀性的发展（磁粗糙度的增加），其中磁化垂直于（面内）所施加的场对准。这些磁粗糙度是垂直相关的，并导致在非镜面PNR数据的自旋翻转通道中的布拉格片，这有助于系统中TComp处的反对称磁阻。TComp周围高度相关的磁不均匀性（粗糙度）和畴结构的生长和可调谐性结合扭曲螺旋磁结构与平面2π DW将是应用于基于全自旋的技术的关键。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diamagnetic Effects, Spin Dependent Fermi Surfaces, and the Giant Magnetoresistance in Metallic Multilayers
我们研究了抗磁效应对金属磁性多层膜输运性质的作用，以阐明它们是否可以解释在这些系统中观察到的巨磁电阻效应。考虑到层状铁磁体中的现实费米表面拓扑结构，不同类型的轨道取决于电子自旋的可能性。这两种配置，磁性层之间的铁磁和反铁磁耦合，被认为是在界面边界处的散射的透射系数建模，包括磁性和粗糙度的贡献。我们假设散射过程中保存的电子自旋，由于大的自旋扩散长度在多层样品。间隔物的散射以类似于磁“击穿”现象的方式混合了不同的轨道拓扑结构。对于反铁磁耦合，多数和少数自旋从一个磁性层到下一个磁性层互换。回旋加速器的轨道也在相反的方向上运行，产生类似补偿的效应，产生巨大的GMR，特别是对于封闭的轨道。对于开放的轨道，人们可以得到沿特定方向的“逆”磁阻效应。
1998-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Integration of antiferromagnetic Heusler compound Ru$_2$MnGe into spintronic devices
我们报告的第一个集成的反铁磁Heusler化合物作为钉扎层到磁性隧道结。反铁磁体Ru $_2$ MnGe被用来钉扎MgO基薄膜隧穿磁阻叠层中铁磁Fe层的磁化方向。样品采用磁控共溅射法制备。我们通过X射线衍射和反射，以及原子力和高分辨率透射电子显微镜研究结构特性。我们发现一个良好的晶体生长质量与低界面粗糙度为1-3微米，这是至关重要的工作隧道势垒的制备。以Fe为铁磁电极材料制备了磁隧道结并测量了磁电阻。我们发现一个相当大的最大磁阻值为135%，这是可比的其他常见的铁基MTJ系统。
2017-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Weak field magnetoresistance of narrow-gap semiconductors InSb
InSb的磁电阻效应一直是人们研究的热点。本实验主要研究InSb薄膜的弱场磁电阻效应。研究了InSb薄膜在垂直、倾斜和平行磁场中的磁电阻效应。我们的结果证实了以前关于InSb薄膜中弱局域化效应的观察。此外，我们还系统地研究了InSb的磁电阻各向异性。我们发现面内场的存在可以有效地抑制InSb薄膜的弱局域化效应。用两种模型对实验数据进行了拟合，数据与模型吻合良好。从拟合过程中，我们得到了相位相干时间、自旋轨道散射时间等信息。塞曼效应和样品粗糙度的信息也被提取的拟合过程。
2010-05-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Exchange Splitting Mechanism of Negative Magnetoresistance in Layered Antiferromagnetic Semimetals
本文提出一种不依赖拓扑、缺陷或散射的新机制，通过交换劈裂解释层状反铁磁半金属中的负磁电阻，理论结果与实验定性一致。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impurity and band effects competition on the appearence of Inverse Giant Magnetoresistence in Cu/Fe multilayers with Cr
研究了含Cr的Cu/Fe超晶格中出现逆巨磁电阻效应时杂质与能带效应的关系。电流平面（CIP）和电流垂直于平面（CPP）的几何形状。对于电导率的计算，我们使用了线性化的玻尔兹曼方程的弛豫时间近似。Cr杂质的影响考虑到通过自旋相关的弛豫时间和带效应通过半经典速度从LDA计算的电子结构。Cr/Fe杂化强度越大，IGMR倾向越大。特别地，在CIP几何结构中，这些界面处的粗糙度增加IGMR范围。结果与实验进行了比较，我们得出结论，实验的GMR曲线只能解释，如果Cr带存在。
2002-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Substrate effects and diffusion dominated roughening in Cu2O electrodeposition
室温下，在n-Si（100）和Ni/n-Si（100）衬底上电沉积了25 ~ 1500 nm的Cu 2 O薄膜。X射线衍射和透射电镜分析表明，衬底的选择对Cu 2 O的结构和形貌有很大的影响，在n-Si（100）和Ni/n-Si（100）衬底上，Cu 2 O分别呈V形和U形柱状生长。原子力显微镜显示在这两种情况下，在表面的圆形颗粒的存在。在n-Si和Ni上生长的薄膜中分别观察到异常和正常的粗糙化，但标度指数的估计是不确定的。另一方面，局部高度，粗糙度和极值高度的分布显示出良好的一致性的Mullins和Herring（MH）的四阶线性随机方程。因此，在这两个系统中的表面动力学是由吸附的分子的扩散，没有大规模的可能的不均匀性的质量通量从溶液或反应和吸附速率的影响。在n-Si衬底上生长时，MH方程的噪声幅度随时间增加，而曲率相关项的系数与时间无关。台阶边缘能垒限制了穿过晶界的质量通量，因此初始晶粒的宽尺寸分布导致较大晶粒的粗化。这解释了它们在最厚的膜中的V形，并与异常粗糙化建立了联系。这些影响在Ni/n-Si上生长的膜中减少，其最初具有更大的晶粒，具有更窄的尺寸分布，因此，粗晶粒生长速率的波动较小。
2015-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Correlation between microstructure and magnetotransport in organic semiconductor spin valve structures
我们研究了有机-无机杂化多层膜结中的磁输运。在这些器件中，有机半导体（OSC）Alq $_3$（三（8-羟基喹啉）铝）在铁磁（FM）Co和Fe层之间形成间隔层。Alq $_3$层的厚度为50-150 nm。在4.2 K下，在垂直于平面几何形状的电流中观察到正磁阻（MR），并且这些效应持续到室温。用X射线反射仪、俄歇电子能谱仪和极化中子反射仪（PNR）研究了器件的微观结构。该膜显示出在Alq $_3$和周围FM层之间的界面处具有适度平均化学粗糙度（3-5 nm）的良好限定的层。反射测量表明，较大的MR效应与较小的FM/Alq $_3$界面宽度（化学和磁性）和在Alq $_3$ /Fe界面的磁死层。PNR数据还表明，Co层，这是沉积在顶部的Alq $_3$，采用多畴的磁性结构在低场和一个完美的反平行状态没有得到。所观察到的MR的起源进行了讨论，并归因于自旋相干传输。在80 K下，Alq $_3$中自旋扩散长度的下限估计为$43 \pm 5$ nm。然而，微观结构和磁输运之间的微妙的相关性表明在这些系统中的界面效应的重要性。
2008-12-18 cond-mat.mtrl-sci
