磁性物质中的电荷-自旋输运课件.ppt
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1、磁性物质中的电荷自旋输运磁性物质中的电荷自旋输运各种磁电阻效应各种磁电阻效应*巨磁电阻(GMR)效应Mott两流体模型*隧道磁电阻(TMR)效应Julliere 公式*自旋电子学Schmidt障碍*CMR效应Zener双交换模型极极地地光光磁场中的电子(磁场中的电子(Lorentz力)力)极地光 托克马克磁控溅射电子显微镜电子的自旋正常磁电阻正常磁电阻铁磁金属能带铁磁金属能带镍的电子镍的电子状态密度状态密度 DOSdiligent electronslazy electrons能带的交换劈裂导致能带的交换劈裂导致物性的自旋极化物性的自旋极化 电子的两个自旋子带,状态密度(DOS)不等1,自发磁
2、矩 来源于 整体(lazy electrons)2,电流极化 来源于Fermi面附近(diligent electrons)Mott 二流体模型二流体模型(1936)TTc,两种电子之间的“自旋翻转”可以忽略可以忽略。近似地,总电阻总电阻是独立的独立的两个自旋电子流的电阻值。()/()铁磁金属的Fermi面附近,s与 d电子共存。散射几率“自旋极化”各向异性磁电阻(各向异性磁电阻(AMR)正、负磁电阻效应正、负磁电阻效应发现:发现:W Thomson,Proc.Roy.Soc.8,p546(1857)物理:物理:自旋轨道作用自旋轨道作用降低了波函数的对称性。磁晶各向异性。(1940)铁磁体的各
3、向异性磁电阻解释(AMR)(1951)自旋Hall效应(SHE)(1999)层间层间AFM耦合(耦合(1986)GMR效应1988,A.Fert等,Gruenberg等TMR 的再发现的再发现1995年 Miyazaki(JMMM)必要条件必要条件 两个特征长度:长程交换耦合 2纳米 (Cr 1。8nm;Cu 1。2nm)平均自由程 L 10纳米 多层膜中单层厚度t:接近,但是要远小于 L。特征长度和表征方法特征长度和表征方法 1A 1nm 10nm 100nm Direct exchange length RKKY exchange lengthMagnetic dipolar length
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- 磁性 物质 中的 电荷 自旋 输运 课件
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