注册 登录  
 加关注
查看详情
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

paul.mcdean的博客

 
 
 

日志

 
 

巨磁电阻 -(1)  

2007-07-15 14:12:32|  分类: Analog |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

     巨磁电阻效应(Giant Magneto Resistance,GM): 物体在外加磁场作用下自身的电阻发生显著变化(达4~10℅,各向异性磁敏电阻为小于3%)的现象, 由铁磁金属/非磁性金属/铁磁金属构成的多层纳米薄膜(即巨磁电阻材料,如Fe/Cr),在有外加磁场和无外加磁场下电阻率的变化,在室温下为可达5%,在低温(4 2K)下可以达到110%,远远大于一般铁磁金属1%—3%的磁电阻变化。由于其磁电阻效应如此明显,因此把这种只在磁性多层膜中才能发生的量子力学效应称为巨磁电阻效应.

      巨磁电阻效应原理:
真空中的金属薄膜
行波――平行方向   电子连续谱    E(k// )=k// 2
驻波――垂直方向   电子分立谱    E (k⊥)
    
     波函数是由包络函数调制的快振荡的 Bloch函数
Bloch函数   的波长 = 2a   (a 晶格常数)
包络函数波长由薄膜厚度决定。
(厚度是半波长整数倍)

不同的NM厚度、不同的自旋状态的总能量:

总能量→库仑作用→DOS→波函数→非磁层厚度、铁磁层自旋状态。

交换作用
(1)氢分子
三重态或单态←交换作用符号
←电子云(波函数)的重叠情况←电子波函数性质

(2)RKKY作用
铁磁或反铁磁态←交换作用的振荡
←f 电子自旋之间,通过s 电子间接交换作用
← f 电子局域波函数+ s 电子平面波波函数

振荡周期决定于 s电子Fermi波长

铁磁金属量子阱     FM/NM/FM中, 铁磁层间的振荡耦合

铁磁FM层之间的耦合能量,随非磁层厚度增加而振荡

振荡周期(波矢)为 Kenv=Kzb-Kfermi(与自由电子气比较)

两流体模型: 散射过程中没有自旋反转

S↑电子未被d ↑( majority )电子散射,对电导贡献大(d ↑在Fermi面没有状态)
         
S↓ 电子 被d ↓(minority )电子散射,对电导贡献小 ( d ↓有效质量太大)

结论:

电导的自旋相关因子 a==p↓/p↑>=1
计入Spin-flip 散射(热自旋波散射),高温电阻率 p = (p↑p↓+p↑↓(p↑+p↓))/(p↑+p↓+4p↑↓)

电子自旋与所在层磁矩   相同时,s电子与(Majority)d 电子散射弱,R↑
电子自旋与所在层磁矩   相反时,s电子与(Minority)d 电子散射强, R↓
如果,平均自由程 >(单层厚度)
磁电阻比率 MR = (R↑↑-R↑↓)/R↑↓=-(1-1/a)^2 (a=R↓/R↑>=1)

  评论这张
 
阅读(22)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2018