Ni-CN-,x-異質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁性和電輸運(yùn)特性.pdf

1、非晶態(tài)碳氮(a-CNx)薄膜具有各種優(yōu)良的性質(zhì)，如高硬度、高彈性模量、極好的表面抗磨損力、可調(diào)光學(xué)帶隙和優(yōu)良的導(dǎo)電能力等。a-CNx薄膜與磁性金屬形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)，可應(yīng)用于各類磁學(xué)和電學(xué)器件。本論文采用雙對向靶直流磁控濺射系統(tǒng)，在不同的氮?dú)夥謮?PN2)下，制備了Ni/CNx/Ni三層異質(zhì)結(jié)構(gòu)和Ni/CNx多層膜結(jié)構(gòu)，并對它們的微觀結(jié)構(gòu)、磁學(xué)和電輸運(yùn)特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　 在低PN2下，所有Ni/CNx

2、異質(zhì)結(jié)構(gòu)都易形成C60和石墨的純碳相，并且隨著N元素的引入，純碳相逐漸減少，薄膜的結(jié)晶程度下降。多層膜的層狀結(jié)構(gòu)良好，同PN2下Ni的結(jié)晶度要低于三層異質(zhì)結(jié)構(gòu)。隨著PN2的增大，N原子與C原子形成N-sp2C鍵，薄膜中sp3態(tài)減少，sp2態(tài)增多，鍵角畸變增多，薄膜雖趨于石墨化，但結(jié)構(gòu)中多為石墨片段，薄膜的結(jié)構(gòu)無序化程度增大。
　　 由于Ni的結(jié)晶度降低以及界面處生成的NixC和NixN等非晶相，三層異質(zhì)結(jié)構(gòu)和多層膜結(jié)構(gòu)在50 k

3、Oe的磁場下均呈現(xiàn)軟磁特性，飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力都隨溫度的升高而減小，但飽和磁化強(qiáng)度要比純Ni薄膜有所減小，矯頑力明顯增大。
　　 除了PN2=0％的三層異質(zhì)結(jié)構(gòu)在低溫和高溫時都具有負(fù)磁電阻(MR)外，其余樣品都在低溫時產(chǎn)生負(fù)MR，隨著溫度的升高負(fù)MR值逐漸減小，并轉(zhuǎn)變?yōu)檎担玫绞覝卣齅R。低溫負(fù)MR來源于Ni層自旋極化電流的自旋相關(guān)隧穿。采用含有如碳等輕元素的有機(jī)材料作為勢壘層時，較弱的自旋-軌道耦合或有機(jī)半導(dǎo)體小分子的超精