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CrO2磁性半金属薄膜中的磁阻尼特性

批准号:
11774270
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
熊锐
依托单位:
学科分类:
磁学及自旋电子学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
程莉、刘硕、李委委、余子洋、张振华

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
CrO2作为高自旋极化率的磁性半金属材料在自旋电子器件中有广阔的应用前景,研究CrO2薄膜中的磁阻尼系数不但可以促进材料的实际应用,同时有利于澄清磁阻尼的物理本质。本课题将对CrO2薄膜中的磁阻尼特性进行系统的研究:在实验上,通过不同的手段与实验设计区分不同来源的阻尼贡献,弄清不同阻尼项的特点,研究薄膜取向、不同元素掺杂、应力以及界面等因素对各阻尼项的影响,探索调控阻尼系数的方法;在理论上,结合实验结果,采用不同的理论模型对不同来源的阻尼项进行模拟计算,弄清不同阻尼项,特别是内禀阻尼的物理本质与调控机制。
英文摘要
CrO2 is very promising for applications in spintronic devices due to its high spin polarization. As an important dynamic constant, magnetic damping constant of CrO2 determines its performance in devices. A good knowledge of its magnetic damping properties will not only prompt the applications of CrO2 but also help us to better understand the behind physics of magnetic damping. In this project, the magnetic damping properties of CrO2 thin films will be comprehensively studied. In the study, different damping contributions will be separated by proper experimental designs. The effects of film orientation, dopants, strain and interface on different damping terms will be investigated, based on which methods for the manipulation of magnetic damping in CrO2 films may be explored. By using different theoretical models, damping terms with different mechanisms will be calculated and compared with those obtained experimentally. The origins of different damping terms, especially the intrinsic damping term will be investigated.
本项目主要通过铁磁共振的方式对半金属CrO2薄膜的磁阻尼性质及界面CrO2薄膜的动力学性质的调控进行研究,实验发现了材料的超低Gilbert阻尼特性,探索不同界面对薄膜磁矩弛豫的影响以及调控机制,为进一步研发高性能自旋电子器件提供依据。研究获得的主要进展如下:1)在TiO2基片上外延制备出不同厚度的(100)和(110)取向的CrO2薄膜,薄膜具有良好的外延取向性和磁单轴各向异性;2)FMR测试结果分析表明,CrO2薄膜的磁各向异性与厚度和取向紧密相关,对于不同取向和厚度的薄膜,其动力学g因子均为1.98;3)发现CrO2薄膜的超低Gilbert阻尼行为,对于(110)晶面取向的CrO2薄膜,其阻尼值低至 ;而对于(100)晶面取向的CrO2薄膜,其阻尼值也低至 量级;4)理论分析双磁子散射和非均匀线宽等外在线宽加宽的贡献,发现薄膜的测试线宽主要来自于外在线宽,其固有阻尼对线宽的贡献很低;5) 第一性原理计算表明,不同的界面(CrO2/ RuO2,CrO2/ VO2,CrO2/ TiO2等)对CrO2薄膜的电子结构有着不同的影响;ATK计算预测了CrO2/ XO2/ CrO2(X=Ru,V,Ti)的高磁电阻效应;6)采用化学气相沉积、脉冲激光沉积等方式制备出高质量的CrO2/ RuO2、CrO2/ VO2,以及CrO2/ TiO2/ CrO2等结构,实验验证了CrO2/ TiO2/ CrO2隧道结的磁电阻效应;7) 对不同厚度和晶面取向的CrO2/ RuO2双层膜结构进行FMR研究,发现了明显的自旋泵浦行为。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
The large perpendicular magnetic anisotropy induced at the Co2FeAl/MgAl2O4 interface and tuned with the strain, voltage and charge doping by first principles study
通过第一原理研究,在 Co2FeAl/MgAl2O4 界面处感应出大的垂直磁各向异性,并通过应变、电压和电荷掺杂进行调整
DOI: 10.1088/1361-6528/ac218f
发表时间: 2021-08
期刊: Nanotechnology
影响因子: 3.5
作者: [Cheng Ming, Zhang Zhenhua, Yuan Xiaojuan, Liu Yong, Lu Zhihong, Xiong Rui, Shi Jing]
通讯作者: Shi Jing
DOI: 10.1016/j.jmmm.2020.167138
发表时间: 2020-11-15
期刊: JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS
影响因子: 2.7
作者: [Xiang, Yuanzhi, Zhou, Peng, Zhang, Tianjin]
通讯作者: Zhang, Tianjin
Voltage-controlled skyrmion-based nanodevices for neuromorphic computing using a synthetic antiferromagnet.
使用合成反铁磁体进行神经形态计算的基于电压控制的斯格明子的纳米器件
DOI: 10.1039/d0na00009d
发表时间: 2020-03-17
期刊: Nanoscale advances
影响因子: 4.7
作者: []
通讯作者:
High figure of merit of Sb2.18Te3 achieved via modulating stoichiometric ratio with chemical method
化学方法调节化学计量比实现Sb2.18Te3的高品质因数
DOI: 10.1007/s10854-020-04834-1
发表时间: 2021
期刊: Journal of Materials Science: Materials in Electronics
影响因子: --
作者: [Zhao Yiwei, Wang Haiying, Ma Hongyu, Yu Xiang, Liu Yong, Zhang Xingzhong, Xiong Rui, Shi Jing]
通讯作者: Shi Jing
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    基于功能基元序构的高性能热电磁薄膜创制和制冷性能提升新机制
    • 批准号:
      91963207
    • 项目类别:
      重大研究计划
    • 资助金额:
      300.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      熊锐
    • 依托单位:
    垂直磁化纳米线中的畴壁钉扎与去钉扎动力学研究
    • 批准号:
      11474225
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      98.0万元
    • 批准年份:
      2014
    • 负责人:
      熊锐
    • 依托单位:
    放电等离子体烧结CaCu3Ti4O12陶瓷及其高介电行为研究
    • 批准号:
      51172166
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      60.0万元
    • 批准年份:
      2011
    • 负责人:
      熊锐
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金