论文题目: Zn0.5Fe2.5O4/α-Fe2O3多晶隧道结巨磁电阻材料的制备
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料物理与化学
作者: 包丽梅
导师: 曾燕伟
关键词: 磁隧道结,巨磁电阻效应,多晶块状材料,纳米晶体,织构化
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 磁性材料在当今生活中发挥着越来越重要的作用，它已渗透到高新技术的各个领域中。自1988年法国人Baibich等人在Fe／Cr金属多层膜中发现巨磁电阻效应后，巨磁电阻材料的研究与开发一直受到人们极大的关注。研究发现，产生巨磁电阻效应的机制不同于各向异性磁电阻效应，它涉及到自旋相关的电子输运过程。因此，巨磁电阻效应的研究开辟了磁电子学这一新的学科和研究领域。 本文在总结和概述巨磁电阻材料及其发展趋势的基础上，对近年来开始受到人们关注的多晶隧道结磁电阻材料的进行了分析，并选定具有高自旋极化特性的Zn0.5Fe2.5O4作为铁磁相，就Zn0.5Fe2.5O4／α-Fe2O3多晶隧道结巨磁电阻材料进行了制备工艺与材料性能关系的研究。研究内容包括： 一、单相Zn0.5Fe2.5O4超细粉体的合成与制备。通过对溶液共沉淀法、PVA分散溶胶—凝胶法和柠檬酸络合溶胶—凝胶等制备方法的比较研究，探讨不同制备方法及其工艺参数对Zn0.5Fe2.5O4超细粉体单相性、颗粒尺寸与磁性能的影响关系，以其得到最佳的制备方法。 二、Zn0.5Fe2.5O4／α-Fe2O3多晶磁隧道结磁电阻材料的制备。分别采用和研究了1)反应烧结原位形成法、2)晶粒包裹引入法在Zn0.5Fe2.5O4烧结体晶粒间形成α-Fe2O3绝缘晶界层的工艺条件及其对材料微结构与性能的影响规律。利用Zn0.5Fe2.5O4体系非化学计量对氧分压的依赖关系，分别在空气及氮气条件下进行反应烧结，使Zn0.5Fe2.5O4晶粒表层Zn2+在高温下还原挥发，形成Fe3O4相，进而在降温过程转变为α-Fe2O3相。通过改变反应烧结过程中的升温制度、烧结温度、保温时间和冷却速度等工艺参数，探讨α-Fe2O3生成量、晶界层厚度与工艺参数之间的关系。在晶粒包裹引入法中，采用有机二茂铁包裹Zn0.5Fe2.5O4晶粒，并根据其晶粒大小与晶界层设计厚度，定量引入有机二茂铁包裹层，并探讨烧结工艺对材料中α-Fe2O3含量的影响关系。 三、采用磁场辅助成型，研究了具有一定取向织构化的多晶磁电阻材料微结构特征与性能的关系。 研究结果表明：PVA分散溶胶-凝胶粉体制备方法最为有效，制备得到的Zn0.5Fe2.5O4晶粒大小为10～20nm，饱和磁化强度达1.29μB。通过控制反应烧结
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 巨磁电阻材料的研究与发展概况
1.2 磁隧道结产生巨磁电阻效应的机制
1.3 隧道结巨磁电阻材料的制备
1.3.1 多层膜材料的制备
1.3.2 颗粒膜材料的制备
1.3.3 多晶块状材料的制备
1.4 巨磁电阻材料的应用
1.4.1 传感器
1.4.2 磁记录读出磁头
1.4.3 随机存储器
1.5 本文研究的内容及目的和意义
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究目的及意义
参考文献
第二章 实验方案及测试分析
2.1 实验方案
2.1.1 粉体制备方案
2.1.2 样品成型工艺
2.1.3 晶界层厚度与晶界相含量的关系
2.1.4 样品烧结工艺参数的确定
2.2 样品物性的测试
2.2.1 阿基米德浮力法测密度
2.2.2 IR红外光谱分析
2.2.3 DSC/TG差热微分法
2.2.4 XRD定性及定量分析
2.2.5 自制相对磁性强度简易表征法
2.2.6 粉末样品饱和磁化强度的测定
2.2.7 四电极法测试磁电阻
2.2.8 样品表面形貌的观察
参考文献
第三章 Zn_(0.5)Fe_(2.5)O_4纳米粉体的制备与性能表征
3.1 粉体的制备
3.1.1 草酸盐共沉淀方法
3.1.2 柠檬酸盐干凝胶、PVA与硝酸盐共混干凝胶自燃烧法
3.1.3 以PVA为分散介质高温焙烧法
3.2 XRO衍射技术对粉体物相组成及晶粒尺寸进行表征
3.3 试样饱和磁化强度测试与分析
3.3.1 有机物含量及合成温度对饱和磁化强度的影响
3.3.2 合成时间对饱和磁化强度的影响
3.3.3 PVA自燃烧与柠檬酸自燃烧饱和磁化强度对比
3.3.4 粉体软磁特性的分析
3.4 本章小结
参考文献
第四章 气氛烧结制备多晶磁电阻材料及性能表征
4.1 样品的制备
4.2 样品性能测试
4.2.1 样品表观密度的测量
4.2.2 样品宏观磁力的测量
4.2.3 定性及定量分析
4.2.4 磁电阻测试
4.3 本章小结
参考文献
第五章 晶粒包裹法制备多晶磁电阻材料及性能表征
5.1 样品制备
5.2 定性及定量分析
5.3 磁电阻测试
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
硕士期间发表论文
发布时间: 2007-03-23
参考文献
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