CoCr2O4/Cr2O3复合纳米系统的交换偏置效应

论文摘要

铁磁/反铁磁纳米颗粒系统中交换偏置效应是目前的研究热点问题，因为交换偏置效应可以解决微型存储器件中的因超顺磁现象而失去存储功能的难题。本文以铁磁体/反铁磁体复合纳米颗粒系统为研究对象，研究了实验样品的微观结构和交换偏置效应，通过改变样品内在微观结构和外在物理测量环境来实现对交换偏置效应的调控。具体工作包括以下几个方面：1.介绍了交换偏置的发现、基本现象、物理图像、基本理论模型和研究进展等，然后给出了本论文的选题依据。介绍了复合纳米颗粒系统的制备方法，并结合实验室条件从中选择共沉淀法结合相偏析的原理制备了铁磁体嵌入到反铁磁基底中的Cr2（1-x）Co2xO3复合纳米颗粒材料。2.研究了烧结温度和掺杂浓度对微结构的影响，以及微结构对纳米颗粒体系的交换偏置效应的影响。用化学共沉淀法制备出了Cr2（1-x）Co2xO3（x=0.1）颗粒样品，样品经不同温度（600℃≤TS≤1100℃）烧结后，颗粒系统中相偏析出一种铁磁性相CoCr2O4，并且颗粒尺寸随着烧结温度的升高而增大。随着颗粒尺寸的增大，水平和垂直交换偏置场以及矫顽场都是先增大再减小。对不同掺杂浓度的Cr2（1-x）Co2xO3纳米颗粒的微观结构分析表明，随着掺杂浓度的增加铁磁相颗粒所占比例增加。而且与传统交换偏置有所不同（一般要求系统中TC>TN），在Cr2（1-x）Co2xO3颗粒体系中TCTC>TNTN。3.研究了测量温度和冷却磁场对体系交换偏置效应的影响。对于Cr2（1-x）Co2xO3（x=0.1）纳米颗粒样品，经加场冷却到70K以下时，同时观察到垂直和水平交换偏置效应，且两者随测量温度变化的规律相似。对不同的冷却磁场下处理的样品交换偏置效应研究发现，随着冷却磁场的增加，HEB首先迅速增加，然后在10kOe时趋于饱和状态，其中水平和垂直交换偏置效应随冷却磁场的变化规律也相同。说明两者存在着相同的物理起因：在铁磁/反铁磁表面存在类自旋玻璃相和未补偿自旋引起的耦合所用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 交换偏置的发现和基本现象
• 1.2 交换偏置的物理图像和理论模型
• 1.3 交换偏置的研究现状和进展
• 1.4 本文选题依据和研究内容
• 1.5 本章小结
• 21-xCo_2xO₃纳米颗粒体系制备、工艺和物性测量'>2 Cr_21-xCo_2xO₃纳米颗粒体系制备、工艺和物性测量
• 2.1 纳米颗粒体系的制备方法
• 21-xCo_2xO₃纳米颗粒体系的制备'>2.2 Cr_21-xCo_2xO₃纳米颗粒体系的制备
• 2O₄/Cr₂O₃的微结构分析'>2.3 复合样品 CoCr₂O₄/Cr₂O₃的微结构分析
• 2O₄/Cr₂O₃的磁测量'>2.4 复合样品 CoCr₂O₄/Cr₂O₃的磁测量
• 2.5 本章小结
• 21-xCo_2xO₃纳米颗粒交换偏置效应的影响'>3 微观结构对 Cr_21-xCo_2xO₃纳米颗粒交换偏置效应的影响
• 21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统的微结构的影响'>3.1 烧结温度对 Cr_21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统的微结构的影响
• 21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统交换偏置效应的影响'>3.2 颗粒尺寸 Cr_21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统交换偏置效应的影响
• 21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统的微结构的影响'>3.3 掺杂浓度对 Cr_21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统的微结构的影响
• 3.4 本章小结
• 21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统交换偏置效应的影响'>4 外场对 Cr_21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统交换偏置效应的影响
• 21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统交换偏置效应的影响'>4.1 测量温度对 Cr_21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统交换偏置效应的影响
• 21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统交换偏置效应的影响'>4.2 冷却磁场对Cr_21-xCo_2xO₃纳米颗粒系统交换偏置效应的影响
• 4.3 本章小结
• 5 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 Ⅰ 硕士期间提交发明专利