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离子辐照对材料磁性的调控及其应用

物理学报 2024年第13期73卷 28-43页

作者：郭玺左亚路崔宝山申铁龙盛彦斌席力兰州大学物理科学与技术学院兰州730000 中国科学院近代物理研究所兰州730000

离子辐照技术具有离子束能量密度高、实验条件可精确控制,且不受化学剂量比影响的特点,利用离子束辐照材料,可实现定向掺杂,或精确引入和调控现缺陷位和密度等优势,因此在多个领域,如材料改性、芯片制造、生物医学、能源及化工领域都得... 详细信息

离子辐照技术具有离子束能量密度高、实验条件可精确控制,且不受化学剂量比影响的特点,利用离子束辐照材料,可实现定向掺杂,或精确引入和调控现缺陷位和密度等优势,因此在多个领域,如材料改性、芯片制造、生物医学、能源及化工领域都得到了广泛应用.尤其在磁性材料改性领域,该技术能够通过细致控制离子束的能量、剂量和辐照方向,实现对磁性材料的定制化性能优化.为进一步提升磁性材料的性能并探索新的磁性器件,本文深入地探讨了离子辐照如何精确调制各种磁相互作用,并分析其对自旋霍尔效应和磁结构动力学的影响.首先着重介绍了离子辐照在调控垂直磁各向异性、交换偏置及RKKY相互作用等磁性特征方面的最新研究成果.这些调控手段对于理解和优化磁性材料的微观结构和性质至关重要.接着,本文详细地探讨了离子辐照在调控自旋轨道力矩器件中的重要作用.这些应用展示了离子辐照技术在设计高性能磁性存储和处理器件方面的潜力.最后,还讨论了辐照离子种类、能量、剂量、辐照面积等参数对磁斯格明子成核位置、密度、尺寸、稳定性以及磁斯格明子霍尔效应的调控作用,阐明了离子辐照改变磁斯格明子生成、湮灭、运动规律等方面的内在机理,为制备基于磁斯格明子运动的低功耗存储器件提供新的途径.此外,本文还就离子辐照技术在未来多功能磁性传感器及信息存储磁介质制备方面的可能应用进行了前瞻性分析.离子辐照技术为磁性材料的性能调控和应用扩展提供了新的可能性.随着研究的深入,这项技术有望在未来的材料科学、电子器件以及信息技术等多个领域发挥更大的作用.

关键词：离子辐照磁相互作用能自旋轨道力矩磁斯格明子

CoFe_2O_4/Co_3Fe_7-Co纳米核壳结构的微波吸收性能

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纺织高校基础科学学报 2017年第1期30卷 96-101页

作者：王真左亚路席力长安大学理学院陕西西安710064 兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室甘肃兰州730000

利用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的CoFe_2O_4纳米颗粒,再通过H_2热还原法在颗粒表面形成Co_3Fe_7-Co磁性金属纳米壳层,研究不同退火温度、相同还原温度下不同样品的静态和动态磁性.结果表明,还原后样品的饱和磁化强度以及分别代表介电损... 详细信息

利用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的CoFe_2O_4纳米颗粒,再通过H_2热还原法在颗粒表面形成Co_3Fe_7-Co磁性金属纳米壳层,研究不同退火温度、相同还原温度下不同样品的静态和动态磁性.结果表明,还原后样品的饱和磁化强度以及分别代表介电损耗和磁损耗的复数介电常数的虚部和复磁导率的虚部都得到提高,且通过线传输理论计算得到,纳米核壳结构CoFe_2O_4/Co_3Fe_7-Co可有效提高材料的微波吸收性能.

关键词： CoFe2O4/Co3Fe7-Co 纳米核壳结构微波吸收

电场调制FeCoSi/PZT驱动器磁性研究

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西安交通大学学报 2014年第7期48卷 136-140页

作者：韩学梦郭晓斌王真左亚路席力兰州大学物理科学与技术学院磁学与磁性材料教育部重点实验室兰州730000

采用射频磁控共溅射方法在玻璃衬底上制备了具有面内单轴各向异性的FeCoSi磁性薄膜。使FeCoSi磁性薄膜初始易磁化方向(称为初始易轴)与PZT驱动器应力方向(长轴方向)平行进行粘接得到FeCoSi/PZT驱动器异质结,用于研究通过电场来调制磁性... 详细信息

采用射频磁控共溅射方法在玻璃衬底上制备了具有面内单轴各向异性的FeCoSi磁性薄膜。使FeCoSi磁性薄膜初始易磁化方向(称为初始易轴)与PZT驱动器应力方向(长轴方向)平行进行粘接得到FeCoSi/PZT驱动器异质结,用于研究通过电场来调制磁性薄膜的磁矩转动及各向异性场的场强,并利用微聚焦磁光克尔效应测量了不同电压下FeCoSi磁性薄膜初始难磁化方向(称为初始难轴)的磁滞回线。结果表明:当给PZT驱动器施加正电压时,异质结在张应力的作用下薄膜的易磁化方向保持不变,但各向异性场变大,各向异性场随电压的变化关系约为0.12Oe/V,从而实现了电场对各向异性场场强的调制;当给PZT驱动器施加负电压时,异质结在压应力的作用下使磁矩偏离初始易轴,而磁矩从初始易轴方向转到初始难轴方向所需施加的电压为-80V,从而实现了电场对磁性薄膜磁矩转动的调制。文中实现的通过电场对FeCoSi磁性薄膜磁矩转动和各向异性场的调制有望在低功耗微波器件中得到应用。

关键词：压电驱动器电场调制磁电耦合磁矩翻转

Na^+掺杂对Ca_2FeMoO_6双钙钛矿磁性的影响

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兰州大学学报（自然科学版） 2013年第6期49卷 838-841,846页

作者：周保范彭财到左亚路席力兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室兰州730000

采用溶胶-凝胶法制备了Ca2-xNaxFeMoO6(0≤x≤0.4)系列样品.利用X-射线衍射和X-射线精修分析了样品的晶体结构和晶胞参数随Na含量的变化关系.利用超导量子干涉仪和振动样品磁强计分别研究了样品的低温磁性和高温磁性,得到了样品的磁化... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备了Ca2-xNaxFeMoO6(0≤x≤0.4)系列样品.利用X-射线衍射和X-射线精修分析了样品的晶体结构和晶胞参数随Na含量的变化关系.利用超导量子干涉仪和振动样品磁强计分别研究了样品的低温磁性和高温磁性,得到了样品的磁化强度随温度和掺杂量的变化规律,测量了样品的居里温度.初步探索了Na+掺杂后所引入的空穴掺杂效应.

关键词：双钙钛矿空穴掺杂居里温度

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种子层对FeCoNd薄膜的磁性影响研究

科学通报 2010年第17期55卷 1648-1653页

作者：席力周军军孙青锦卢建敏张喆左亚路李发伸兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室兰州730000

采用磁控共溅射方法制备了不同种子层的(Fe10Co90)80Nd20磁性薄膜,研究了种子层对结构和磁性的影响.结果表明,对于相同厚度的薄膜样品,Ta为种子层的样品没有面内各向异性,矫顽力(Hc)达91Oe(1Oe=79.58A/m),表面磁畴为条纹畴结构,具有弱... 详细信息

采用磁控共溅射方法制备了不同种子层的(Fe10Co90)80Nd20磁性薄膜,研究了种子层对结构和磁性的影响.结果表明,对于相同厚度的薄膜样品,Ta为种子层的样品没有面内各向异性,矫顽力(Hc)达91Oe(1Oe=79.58A/m),表面磁畴为条纹畴结构,具有弱的垂直各向异性;Cu为种子的样品,Hc为30Oe,样品具有面内磁各向异性,各向异性场为60Oe,磁谱测量显示自然共振频率为2.7GHz.对样品进行真空磁场热处理后静态磁测量结果表明,Ta为种子层的样品的磁性及磁畴结构都没有明显变化;Cu为种子层的样品的Hc随退火温度的升高先减小后增大,表面磁畴由制备态的局域条纹畴变为连续的条纹畴结构.

关键词：磁控共溅射种子层真空磁场退火磁性薄膜

有机材料NPB纳米点阵列的制备及其场发射性能

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2016年第4期44卷 56-59页

作者：徐春龙王真左亚路席力石国杰长安大学理学院陕西西安710064 兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室甘肃兰州730000

通过真空热蒸发法制备了N,N′-二苯基-N,N′-(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(N,N′-Di-[(1-naphthalenyl)-N,N′-diphenyl]-1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine;NPB)纳米点阵列。通过AFM和SEM对其形貌进行了表征。在高真空下,利用循环测试法测量了样品的场发射性能,其开启电场和阈值电场值分别为4.5和15V/μm,最大电流密度可达1.68mA/cm2。同时,随着测试电场循环升高降低,相应的电流密度曲线出现了明显的滞后,这主要是由于在高真空下样品表面小分子气体的吸附/去吸附效应导致样品的功函数发生变化。长时间测试结果表明,NPB纳米点阵列的场发射性能表现出了良好的稳定性。

关键词： NPB 热蒸发法纳米点阵列场发射

Role of defects in magnetic properties of Fe-doped SnO_2 films fabricated by the Sol-Gel method

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Chinese Physics B 2009年第9期18卷 4025-4029页

作者：周雪云葛世慧韩秀峰左亚路肖玉华温振超张莉李明杰 Key Laboratory for Magnetism and Magnetic Materials of Ministry of Education Lanzhou University State Key Laboratory of Magnetism Institute of PhysicsChinese Academy of Sciences

This paper obtains the room temperature ferromagnetism in Sn1-x FexO2 films fabricated by the Sol-Gel method. X-ray diffraction results show that Fe doping inhibits the growth of SnO2 and Fe^3＋ ions occupy the Sn sites. The measurement of resistance excludes the free carrier inducing ferromagnetism. Moreover, the temperature dependence of magnetization has been better fitted by the Curie Weiss law and bound magnetic polaron （BMP） theory. An enhancement of ferromagnetism is achieved by annealing the samples with x = 7.1% in H2, and a decrease of oxygen flow rate. All these results prove that the BMP model depending on defects can explain ferromagnetism in diluted magnetic oxides.

关键词： diluted magnetic oxides BMP model defects

Fabrication and Magnetic Properties of Co-Doped TiO2 Powders Studied by Nuclear Magnetic Resonance

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Chinese Physics Letters 2005年第7期22卷 1772-1775页

作者：葛世慧王新伟寇晓明周雪云席力左亚路杨啸林赵宇轩 KeyLaboratoryforMagnetismandMagneticMaterialsofMinistryofEducation LanzhouUniversityLanzhou730000

Co0.04Ti0.96O2 powders are fabricated by sol-gel method. The structure and magnetic properties are investigated under different annealing conditions systematically with emphasis on the influence of oxygen pressure. Pure anatase structure was acquired for all the samples annealed at 450 degrees C for one hour. The samples annealed in air exhibit evident room-temperature ferromagnetism (RTFM) with a small magnetic moment of 0.029μB per Co atom and coercivity Hc of 26Oe, while the samples annealed in vacuum have strong RTFM with a larger magnetic moment of 1.18μB per Co atom and Hc of 430Oe. The zero-field spin echo nuclear magnetic resonance spectrum of 59Co is obtained to prove the existence of Co clusters in the latter samples, implying that the Co clusters are responsible for the strong RTFM in the samples annealed in vacuum. No Co cluster could be observed using both XPS and NMR techniques in the samples annealed in air, implying that the RTFM found in these samples is intrinsic.

关键词： RTFM XPS AES

High frequency characteristics of (Ni_(75)Fe_2)_x(Zn O)_(1-x) granular thin films with tunable damping coefficient

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Chinese Physics B 2015年第4期24卷 441-444页

作者：李文春左亚路刘晓虹魏清清周雪云姚东升 Tianjin Key Laboratory of Low Dimensional Materials Physics and Preparation Technology Faculty of ScienceTianjin University The Key Laboratory for Magnetism and Magnetic Materials Lanzhou University Faculty of Science Jiujiang University

The effect of the volume fraction of ferromagnetic metal （x） in （Ni75Fe25）x（ZnO）1-x nanogranular thin films on microstructural, soft-magnetic, and high-frequency properties was investigated. Good soft-magnetic properties were obtained in a broad x range, with 0.55 〈 x 〈 0.82. High resolution transmission electron microscopy （HRTEM） observations reveal that the grain size of the samples is lower than 14 nm, and that it decreases with decreasing x. Of special interest, our investigation of the permeability spectra indicates that these films exhibit an adjustable frequency linewidth of resonance peak, dependant upon changing x. Correspondingly, large and adjustable damping coefficients （aeff） from 0.023 to 0.043 were achieved by decreasing x from 0.82 to 0.55. Combined with the HRTEM results, the variation of αeff with x was analyzed in detail.

关键词： soft magnetic properties high frequency properties damping factor granular film