铁磁体/有机体/铁磁体三明治结构的隧穿磁电阻

对铁磁体/有机体/铁磁体三明治结构的隧穿磁电阻进行了研究.考虑有机层对自旋的过滤作用,用Slonczewsk i自由电子理论模型计算了不同的隧穿势垒下在高自旋过滤因子和低自旋过滤因子两种情况隧穿磁电阻随有机层厚度的变化.计算结果供设计新的有机自旋电子器件参考.

有机磁电阻效应研究进展

介绍了近年国际上在π共轭有机半导体中新发现的有机磁电阻效应(Organic magnetoresistance,OMAR)实验和理论的研究进展,展望了有机磁电阻效应的应用和研究。有机磁电阻效应不仅具有各向同性、常温下大磁电阻率和高磁场灵敏度的特点,而且不同于传统的磁电阻效应和目前广泛研究的巨磁电阻效应(Giant magnetoresistance, GMR),其结构中不包含磁性材料也没有外部极化自旋的注入,是有机半导体的一种内禀性质。

双极化子对有机器件磁电阻的影响

由于双极化子为有机材料内有效的载流子,我们利用漂移-扩散方程,研究了有机半导体中自旋极化率随双极化子浓度的变化,进而利用Julliere公式得出磁电阻的变化.发现,有机材料内自旋极化率随双极化子浓度的增加而增加.改变材料内双极化子的比例,可以有效地调节器件的磁电阻.

金属有机物分解法制备的La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_z薄膜的磁输运特性

利用金属有机物分解法在石英衬底上制备了多晶Ｌａ０．６７Ｃａ０．３３ＭｎＯｘ薄膜。研究了薄膜输运特性及其与温度的关系，发现薄膜的金属一半导体转变温度Ｔｐ（约１７２Ｋ）远低于其居里温度（约２４７Ｋ）；在平行于膜面的ＩＴ磁场下，７７Ｋ～３０２Ｋ温度范围内，没有磁电阻（ＭＲ）峰，而是在Ｔｐ温度以下，有一定的平台，平台处ＭＲ值约为２１％～２４％，在Ｔｐ温度以上，ＭＲ随温度上升而迅速降低；在７７Ｋ温度下，薄膜具有显著的低场磁电阻效应。上述磁输运特性与载流子在晶界附近的输运行为如强的自旋相关散射和晶粒间自旋极化隧道效应等有关。在７７Ｋ温度下，还观察到了退磁效应引起的磁电阻垂直各向导性。

有机自旋电子器件中的自旋界面研究进展

自旋器件有望实现量子信息存储、传感和计算,是下一代数据存储和通信的理想器件.与无机自旋器件相比,有机自旋器件不仅可以实现传统无机自旋器件的功能,而且在同一有机自旋阀器件中会同时测到正负磁电阻信号,这是因为有机分子与铁磁电极在界面会发生自旋杂化而产生独特的自旋界面.通过控制自旋界面,可以改变界面处分子能级展宽和偏移程度,从而实现对磁电阻信号的可控调制.有机自旋阀器件发展迅速,但仍有一些问题亟待研究,如对自旋界面进行识别和表征,以及利用自旋界面对有机自旋阀信号进行操控等.针对上述问题,本文首先综述了有机自旋阀的基本原理,通过对比无机有机材料能级结构的差异解释了有机自旋阀中自旋界面形成的原因,对于有机自旋阀中磁电阻信号的增强和反转现象,利用自旋界面模型中能级展宽和偏移进行了解释;接着列举了自旋界面的实验识别案例,如利用对表面敏感的表征技术对自旋界面进行识别以及设计新颖的器件结构验证自旋界面的存在等;然后汇总了利用自旋界面调制自旋信号的相关工作,自旋界面的调制可以通过电场调节铁电层的铁电极化、诱导铁磁电极相变、界面化学工程和磁交换相互作用等方式实现;最后总结了有机自旋界面中仍需解决的问题,并对有机自旋界面的识别和可控利用进行了展望.

有机自旋阀的磁电阻性质研究

考虑到有机半导体中极化子和双极化子特殊的电荷-自旋关系,从自旋扩散方程和欧姆定律出发,理论研究了"铁磁/有机半导体/铁磁"有机自旋阀结构中的磁电阻性质.计算发现,磁电阻在数值上随有机半导体层中极化子比率的增加而增大,随有机半导体层厚度的增加而迅速减小.同时发现自旋相关界面电阻能在很大程度上提高系统的磁电阻.讨论了铁磁层和有机半导体电导率比率、铁磁层极化率等对系统磁电阻性质的影响.

铁磁/绝缘层/有机半导体/铁磁多层膜隧道结的隧穿磁电阻的温度和偏压特性研究

采用Slonczewski的近自由电子模型,利用转移矩阵的方法,研究了铁磁/绝缘层/有机半导体/铁磁隧道结的自旋极化载流子隧穿的温度和偏压特性.计算了T=4K和T=300K时,隧穿磁电阻(Tunneling Magnetic Resistance,TMR)随偏压的变化关系,同时还研究了零温时在有限偏压下隧穿磁电阻TMR与绝缘层厚度、有机半导体层厚度以及铁磁/有机半导体界面势垒U的变化关系.我们的计算结果较好地解释了有关的实验结论.

有机Co/Alq_3/La_(1-x)Sr_xMnO_3(LSMO)器件磁电阻的温度效应研究

根据最近关于温度对有机磁电阻影响的实验研究,利用漂移-扩散方程,计入温度对极化子迁移率和自旋弛豫时间的影响,研究了有机半导体中自旋极化率随温度的变化,进而利用Julliere公式给出器件的磁电阻.发现,在温度较低的区域磁电阻减小幅度大于温度较高的区域,磁电阻随温度变化的主要因素为自旋弛豫时间.最后将计算结果与实验数据作了比较,得到与实验相符合的结果.

铁磁/有机/绝缘/铁磁多层膜的隧道磁电阻研究

基于Slonczewski的自由电子近似理论,利用转移矩阵的方法计算了铁磁层/有机层/绝缘层/铁磁层磁性多层结构的隧穿磁电阻(tunneling magnetic resistance,TMR).保持有机层的厚度以及绝缘层的势垒高度不变,分别计算了在同一个有机层势垒高度且不同的自旋过滤因子β下的TMR随绝缘层厚度的变化;同时,还研究了在有机层和绝缘层的厚度不变,不同的β下,TMR随有机层势垒U的变化.结果表明,选取适当的β和绝缘层厚度能够获得大的TMR值;TMR随有机层势垒U的增加而增大.我们的计算结果对有机自旋注入、输运以及设计新的有机自旋电子器件的研究有一定的指导意义.

有机自旋阀及其磁电阻效应

随着巨磁电阻效应(GMR)的发现,自旋电子学迅速兴起并成为一门新的学科。自旋电子学以电子的自旋属性为信息载体,有望实现集逻辑、存储和通信于一体的多功能、低功耗器件,为下一代电子学开辟新的路径。有机半导体具有低自旋轨道耦合、弱超精细相互作用和长自旋弛豫时间等特点,因而受到了极大关注。有机自旋阀(OSVs)是研究有机材料中自旋注入和传输的原型器件。本文综述了有机自旋阀的发展历程,总结了有机半导体的自旋弛豫机制,详细分析了有机自旋阀中存在的关键科学问题,如室温自旋传输的实现策略和磁电阻符号问题,介绍了自旋有机发光二极管和自旋光伏器件等新型自旋器件,最后对有机自旋电子学未来发展进行了展望。

基于不同掺杂浓度双量子阱OLED的磁电阻效应

采用1.5%,4.0%和6.0%3种不同的C-545T的掺杂浓度,在常温下制备了一种双量子阱结构的有机电致发光器件(OLEDs),其结构为ITO/2T-NATA(21nm)NPBX(50nm)/[Alq3:C-545T(20nm)/Alq3(3nm)]2/Alq3(17nm)/LiF(0.5nm)/Al,并研究了它们的磁电阻(MR,magne-toresistance)特性。实验结果表明,在室温以及相同的磁场强度和相同电压作用时,掺杂浓度越大,电阻率越小;且随着电压的增加,电阻率逐渐减小;C-545T掺杂浓度为6.0%的器件在V=10V和B=0mT时,器件的电阻率为42.24×103Ω.m;在10V驱动电压的作用和相同磁场强度下,掺杂浓度越小,器件的MR越小,且变化量较大;1.5%掺杂浓度的器件在50mT时获得的MR为-18.36%,且都表现出负磁阻特性。

一维铁磁/有机共轭聚合物的自旋极化研究

针对最近关于自旋注入有机体的实验研究 ,理论上计算了有机分子与磁性原子接触时的自旋极化现象 .通过调节磁性原子的自旋劈裂强度 ,发现有机分子链内的自旋极化弱于金属链 ,但强于半导体链 .同时还研究了有机分子链内自旋极化随电子

金属有机物分解法制备的La-Sr-Mn-O薄膜的磁输运特性(英文)

利用金属有机物分解法在非晶石英衬底上成功地制备了具有 (202)择优取向的多晶 La1－ x－SrxMnOz薄膜。原子力显微镜观察显示薄膜具有疏松的结构缺陷。在室温下，观察到薄膜磁电阻随外加磁场变化具有优良的线性特征， 10 kOe磁场下，磁电阻值达到 5％。在 77 K低温下，薄膜具有显著的低场磁电阻效应， 2 kOe磁场下的磁电阻值达到 11％。薄膜的电阻－温度关系具有平缓的金属－绝缘体转变，转变温度远低于其居里温度；在 8 kOe磁场下，薄膜的磁电阻随温度下降而单调上升。上述薄膜的磁输运特性与其结构缺陷 (包括晶界及疏松 )有关。

双量子阱OLED正负磁电阻的调控

通过改变发光层的厚度,制备了一种双量子阱结构的有机电致发光器件(OLEDs),其结构为ITO/2T-NATA(20nm)/NPBX(50nm)/[Alq3:2%C545(dnm)/Alq3(3nm)]2/Alq3(17nm)/LiF(0.9nm)/Al。在常温下研究了器件的发光层在不同厚度(d=10,15,20和25nm)时的磁电阻(MR,magnetoresistance)特性。实验结果表明,在10V驱动电压的作用下,在相同磁场强度下,器件的厚度越大,电阻率也越大;在驱动电压为10V时,随着磁场强度的增加,10nm厚器件的MR随着磁场的增加而增大,表现正MR特性;而15、20和25nm厚3种器件的MR随着磁场强度的增强先减小后增加并趋于饱和状态,发光层越厚,MR减小的幅度越大,且都表现出负MR特性;获得最大的MR为-10.32%。

Investigation of ITO Thin Film Deposited on Organic Films by RF Magnetron Sputter

Introduction Indium tin oxide (ITO) film has been widely used as a transparent conductor due to its high transparency to visible light and its low electrical resistivity.ITO film can be prepared by many techniques,including

有机自旋光电子学的基本过程

有机自旋光电子学的研究方向分为磁场效应和自旋注入两个方面.研究表明,外加低磁场能够显著改变非磁性有机半导体材料的光致发光、注入电流、电致发光和光电流.这称为有机半导体材料的磁场效应.近年来,非磁性有机半导体材料的磁场效应引起了广泛的关注和研究兴趣.首先,有机半导体材料的磁场效应是强有力的实验手段,用以研究有机电学、光学和光电器件中电荷传输和激发态中的有用和无用过程,为解决电荷传输和激发态过程中的瓶颈问题提供有效的实验手段,为实现磁-光-电多功能集成提供科学原理,尤其是磁场效应能够为提高能量转换效率、探测和传感光电子学器件的响应频谱范围和灵敏度提供新思路.同时利用磁电极,有机半导体材料和器件中自旋注入及其对电荷传输和激发态过程的调控可以用于发展新型功能化的自旋光电子学器件.本文综述并讨论了有机半导体材料和器件中的磁场效应和自旋注入的光电子学效应.

有机自旋电子学研究进展

从铁磁有机器件与非磁有机器件两方面介绍了近年来有机自旋电子学研究进展,理论上探讨了有机功能材料内的自旋极化注入与输运、自旋的微观动力学过程以及调控载流子的自旋取向对器件整体性能的影响。针对最近发现的有机强磁效应,从实验与理论两方面作了系统的阐述。