金属_半导体颗粒膜中的特殊磁电阻效应.pdf

标题和描述中提到的知识点是“金属/半导体颗粒膜中的特殊磁电阻效应”。这是一种发生在金属和半导体混合结构薄膜中的物理现象，其中磁性颗粒（如铁）被嵌入到半导体（如In2O3）基质中。这种颗粒膜表现出不同于传统磁电阻效应的行为。 在磁电阻效应中，材料的电阻率会随着外加磁场的变化而改变。在金属/半导体颗粒膜中，这种效应特别显著，尤其是在特定温度和磁场条件下。文章提到了几个关键点： 1. **颗粒膜的制备**：通过射频溅射法（RF sputtering）制备了Fe/In2O3颗粒膜。这是一种常见的纳米材料制备技术，通过高速离子轰击靶材，使其原子飞溅并沉积在基底上形成薄膜。 2. **磁化率测量**：通过测量磁化率，作者发现铁磁-顺磁态的截止温度为50K。这意味着当温度低于50K时，材料呈现出铁磁性。 3. **相变**：在10K的冻结温度附近，材料从铁磁态转变为颗粒自旋结团态。这是由于低温下颗粒间的磁相互作用导致的。 4. **磁电阻效应**：在金属-半导体相变温度2.2K附近，观察到最大磁电阻效应，高达506，这与室温下的自旋相关隧穿磁电阻效应不同。这表明电阻变化源于载流子与局部磁无序之间的相互作用。 5. **磁场影响**：外部磁场可以排列颗粒自旋结团，提高电子在团簇间跳跃的迁移率，从而显著增加磁电阻效应。 6. **机理分析**：不同于室温下的自旋相关隧穿，这里的磁电阻效应主要是由于杂质对局部磁化的干扰。外加磁场使得颗粒自旋结团取向一致，增强了电子在这些团簇间的传输效率。 这篇研究探讨了金属/半导体颗粒膜中的特殊磁电阻效应，揭示了其独特的物理机制，并指出外部磁场和温度对这种效应的重要影响。这一发现对于开发新型磁性材料和磁电子器件，特别是在低功耗、高灵敏度的磁传感器方面具有潜在的应用价值。