1. Trang chủ >
  2. Luận Văn - Báo Cáo >
  3. Thạc sĩ - Cao học >

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (629.01 KB, 64 trang )


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­



Nguyễn Thị Kiều Vân



NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG MỎNG ĐA LỚP 

CĨ CẤU TRÚC SPIN VAN



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC



Hà Nội – 2015



ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­



Nguyễn Thị Kiều Vân



NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG MỎNG ĐA LỚP 

CĨ CẤU TRÚC SPIN VAN



Chun ngành: Vật lý Nhiệt

Mã số: 



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ TUẤN TÚ



Hà Nội – Năm 2015



LỜI CẢM ƠN! 

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm  ơn sâu sắc tới TS. Lê Tuấn Tú – người  

thầy đã tận tình giúp đỡ  em trong suốt thời gian làm luận văn. Cảm  ơn thầy đã  

giúp em lựa chọn đề  tài, cung cấp cho em những thơng tin, tài liệu cần thiết và 

nhiệt tình giải đáp các vướng mắc trong suốt q trình nghiên cứu đề tài…

Em xin chân thành biết ơn sự dạy dỗ của tất cả các q thầy cơ Khoa Vật  

lý – Trường Đại học Khoa học tự  nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội. Các thầy,  

các cơ đã hết mình truyền đạt lại cho em những kiến thức cần thiết và bổ ích cho  

tương lai sau này.

Cuối cùng, lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất em xin gửi tới gia đình  

thân u – những người đã ln sát cánh và động viên em trong suốt chặng đường  

qua.

Hà Nội, ngày 06 tháng 07 năm 2015.

Sinh viên

Nguyễn Thị Kiều Vân



MỤC LỤC

MỞ ĐẦU................................................................................................................. 13

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÀNG MỎNG TỪ TÍNH........................................ 14

1.1. Màng mỏng..............................................................................................................14

1.2. Dị hướng từ.............................................................................................................15

1.2.1. Dị hướng hình dạng...........................................................................................................15

1.2.2. Dị hướng từ tinh thể. ........................................................................................................16

1.2.3. Dị hướng ứng suất............................................................................................................17

1.2.4. Dị hướng từ trong màng mỏng.........................................................................................17



1.3. Các vật liệu sắt từ...................................................................................................18

1.4. Các chất phản sắt từ (AFM)...................................................................................21

1.4.1. Đặc điểm của vật liệu phản sắt từ....................................................................................21

1.4.2. Lý thuyết trường phân tử của lớp phản sắt từ. ................................................................22



1.5. Giới thiệu về hiện tượng trao đổi dịch.................................................................22

1.5.1. Nguồn gốc của hiệu ứng trao đổi dịch..............................................................................23

1.5.2. Hiện tượng dịch đường từ trễ trong hệ FM/AFM. ...........................................................24

1.5.3. Mơ hình lý thuyết...............................................................................................................25

1.5.4. Sự phụ thuộc vào độ dày của từ trường trao đổi dịch. ...................................................27

1.5.5. Các ứng dụng của hiện tượng trao đổi dịch.....................................................................28



1.6. Giới thiệu về hệ có cấu trúc spin van..................................................................29

1.7. Mục tiêu của luận văn.............................................................................................30



Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM............................................... 1

2.1. Chế tạo màng mỏng bằng phương pháp phún xạ. ..............................................1

2.2.1. Cơ chế phún xạ...................................................................................................................1

2.1.2 . Các hệ phún xạ...................................................................................................................2



2.2. Hiển vi điện tử quét (SEM).......................................................................................7

2.3. Từ kế mẫu rung (VSM)..............................................................................................9

2.4. Phân tích nhiễu xạ tia X..........................................................................................12



Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................15

3.1. Màng mỏng NiFe......................................................................................................15

3.1.1. Kết quả đo hiển vi điện tử quét (SEM). ............................................................................15

3.1.2. Kết quả đo nhiễu xạ tia X (XRD).......................................................................................16

3.1.3. Kết quả đo từ kế mẫu rung (VSM)....................................................................................17



3.2. Hệ vật liệu NiFe/IrMn. .............................................................................................18

3.2.1. Kết quả đo tính chất từ......................................................................................................18



3.2.2. Kết quả đo XRD.................................................................................................................21



3.3. Hệ vật liệu NiFe/Cu/NiFe/IrMn................................................................................22

3.3.1. Kết quả đo từ kế mẫu rung (VSM)....................................................................................23

3.3.2. Ảnh hưởng của lớp ghim lên tính chất từ. .......................................................................25

3.3.3. Ảnh hưởng của lớp phản sắt từ lên tính chất từ..............................................................27



KẾT LUẬN..............................................................................................................31

TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................32



DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình   1.1:   Ảnh   chụp   cắt   ngang   màng   mỏng   đa   lớp  

Si/SiO2/Cu/IrMn/CoFeB/Ta/Cu/Au

...................................................................................................................................

2

Hình   1.2:   Cấu   trúc   đômen   trong   vật   liệu   sắt   từ

...................................................................................................................................

6

Hình   1.3:   Đường   cong   từ   trễ   của   chất   sắt   từ

...................................................................................................................................

7

Hình 1.4: Cấu trúc từ của vật liệu phản sắt từ gồm 2 phân mạng đối song nhau

...................................................................................................................................

8

Hình 1.5: Đường cong từ  trễ  của CoO được phủ  các hạt Co tại 77 K sau khi  

được ủ trong trường hợp khơng có từ trường đặt vào (1) và dưới từ trường bão  

hòa

 

(2)

................................................................................................................................

10

Hình   1.6:   Cơ   chế   trao   đổi   dịch   trong   màng   hai   lớp   FM/AFM

................................................................................................................................

11

Hình   1.7:   Biểu   đồ   các   góc   tham   gia   vào   hệ   trao   đổi   dịch

................................................................................................................................

13

Hình 1.8: Sự phụ  thuộc của trường trao đổi dịch Hex và lực kháng từ Hc vào độ  

dày   lớp   FM   cho   hệ   Fe80Ni20/FeMn   tại   tAFM  =   50   nm

................................................................................................................................

14



Hình 1.9: Sự phụ thuộc của trao đổi dịch H ex và lực kháng từ Hc  vào độ dày lớp  

AFM   cho   hệ   Fe80Ni20/FeMn   tại   tFM 

=   7   nm

................................................................................................................................

15

Hình 1.10: Mơ hình hiệu  ứng từ  điện trở  khổng lồ  trong các cấu trúc spin  van

................................................................................................................................

16

Hình 1.11: Mặt cắt ngang của màng đa lớp spin   van với liên kết phản sắt từ

................................................................................................................................

17

Hình   2.1:   Nguyên   lý   cơ   bản   của   quá   trình   phún   xạ

................................................................................................................................

19

Hình 2.2:   Sơ   đồ   nguyên   lý   của   hệ   phún   xạ   catot   một   chiều

................................................................................................................................

21

Hình 2.3 : Sơ đồ nguyên lý hệ phún xạ catốt xoay chiều......................................

................................................................................................................................

22

Hình 2.4:   Sơ   đồ   nguyên   lý   hệ   thống   phún   xạ   magnetron

................................................................................................................................

23

Hình 2.5 : Hệ phún xạ magnetron sử dụng cả nguồn một chiều và nguồn xoay 

chiều tại khoa Vật lý Kĩ thuật và Cơng nghệ Nano – Trường Đại học Cơng nghệ 

­ Đại học Quốc gia Hà Nội

................................................................................................................................

24

Hình 2.6: (a) Kính hiển vi điện tử  qt; (b) Sơ  đồ  khối kính hiển vi điện tử  qt

................................................................................................................................

25

Hình 2.7:  (a)  Máy  đo  từ   kế  mẫu rung (  VSM);  (b)  Mơ   hình từ   kế   mẫu  rung



................................................................................................................................

26

Hình 2.8: Sơ đồ cấu trúc cơ khí của hệ VSM

................................................................................................................................

27

Hình 2.9: Hiện tượng nhiễu xạ trên tinh thể.........................................................30

Hình 2.10:  (a) Hệ  đo nhiễu xạ  tia X (XRD);(b) Mơ hình hệ  đo nhiễu xạ  tia   X

................................................................................................................................

31

Hình

 

3.1:

 

Ảnh

 

SEM

 

của

 

màng

 

NiFe

................................................................................................................................

32

Hình   3.2:   Hình   ảnh   nhiễu   xạ   tia   X   của   màng   NiFe

................................................................................................................................

33

Hình 3.3: Đường cong từ trễ của màng NiFe với từ trường đặt vào song song với  

bề

 

m ặt

 

của

 

màng

................................................................................................................................

34

Hình  3.4:   Hình  ảnh  VSM   của   hệ   NiFe/IrMn   với  t NiFe  =  5  nm,   7   nm   và   9   nm

................................................................................................................................

35

Hình 3.5: Sự  phụ  thuộc của Hex  vào chiều dày lớp NiFe của màng NiFe/IrMn

................................................................................................................................

37

Hình  3.6:   Sự   phụ   thuộc   của   H c    vào  chiều  dày   lớp   NiFe   của   hệ   NiFe/IrMn

................................................................................................................................

37

Hình   3.7:   Nhiễu   xạ   tia   X   của   các   lớp   NiFe/IrMn

................................................................................................................................

38



Hình   3.8:   Cấu   trúc   hệ   vật   liệu   NiFe/Cu/NiFe/IrMn

................................................................................................................................

39

Hình 3.9:  Đường cong từ  trễ  của cấu trúc spin   van NiFe (5 nm)/Cu (3 nm)/NiFe  

(tNiFe nm)/IrMn (10 nm) với (a) tNiFe = 3 nm, 5 nm, 7 nm và (b) tNiFe = 9 nm, 12 nm…

................................................................................................................................



40

Hình 3.10: Ảnh hưởng của lớp NiFe lên mơmen từ của hệ NiFe/Cu/NiFe/IrMn 

khi chiều dày lớp NiFe thay đổi

................................................................................................................................

41

Hình   3.11  :   Đồ   thị   sự   phụ   thuộc   của   Hex    vào   chiều   dày   lớp   NiFe

................................................................................................................................

42

Hình 3.12 : Sự phụ thuộc của Hc  vào chiều dày lớp NiFe của hệ NiFe (5 nm)/Cu  

(3

 

nm)/NiF

 

(tNiFe 

nm)/IrMn

 

(10

 

nm)

................................................................................................................................

43

Hình 3.13:  Ảnh hưởng của lớp phản sắt từ lên tính chất từ  của hệ  có cấu trúc  

spin van Ta (5 nm)/NiFe (5 nm)/Cu (3 nm)/NiFe (9 nm)/IrMn (t IrMn nm)/Ta (5 nm)

................................................................................................................................

44

Hình 3.14: Sự phụ thuộc của lực kháng từ Hc  và từ trường trao đổi dịch Hex vào  

chiều dày lớp IrMn của hệ  Ta (5 nm)/NiFe (5 nm)/Cu (3 nm)/NiFe (9 nm)/IrMn  

(tIrMn 

nm)/Ta

 

(5

 

nm)

................................................................................................................................

45



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.pdf) (64 trang)

×