不含过渡金属的二维磁性材料(2)
时间:2018-06-06 22:06 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
综上，对二文磁性材料的研究已成为热门课题，这必将推动自旋电子学进一步的发展。 1.2 磁性 对于磁性材料的研究，我们首先探讨磁性的来源及磁性的分类。 1.2.1 磁性的来源 原子中电子的运动由两部分组成：一是电子绕核运动；二是电子自旋运动。电子绕原子核的运动等同于一个圆电流，从而产生轨道磁矩；电子的自旋产生磁矩，称为自旋磁矩，电子轨道磁矩与电子自旋磁矩共同构成了电子磁矩；除此以外，原子中还包含原子核，产生原子核磁矩，但由于原子核质量是电子质量的一千倍左右，使得原子核磁矩比电子磁矩小很多，相差三个数量级，相比之下可以忽略不计，故原子磁矩由原子核磁矩和电子磁矩两部分组成，但电子磁矩占主导地位，即材料的磁性正是来源于原子的磁性，即来源于原子磁矩[3]。 1.2.2 磁性的分类 宏观上，我们通常用物质的磁化率 来描述固体的磁性。 （1.1） 其中H为外电场场强，M为物质在外电场中的磁化强度。 就可以表征某种物质在外电场的作用下，其自身磁化强度的变化，即表征物质的磁性，即磁化率 不同的物质，其磁性的宏观表现也不同，大致分为一下几种[4]： 1）磁化率 <0（数值约为 ）,这种物质在受到外磁场H的作用后，内部感生磁场方向与外磁场H方向相反，故被称为为抗磁性； 2) 磁化率 >0（数值约为 ）,这种物质在外磁场H的作用下，内部感生磁场与外磁场H方向相同，故命名为顺磁性； 3)磁化率 >>0，(数值大到 ）,这种物质只需要很小的外磁场H即可达到磁化饱和，这是因为这种物质内部的原子磁矩是按区域自发平行取向的,这种磁行为我们称之为铁磁性； 4)一定温度以上，磁化率 与温度的关系符合顺磁性；低于这一温度后，磁化率 降低并逐渐收敛于某一定值（这个温度为临界温度，且这个临界温度小于零），也就是说在这个临界温度处，磁化率 取得最大值。这种磁性被称作亚铁磁性； 5)某一温度下，表现为铁磁性，高于这一温度，又变现为顺磁性，这种磁性称为亚铁磁性。 按照磁性强弱来划分，磁性又分为强磁性和弱磁性，在上述五种磁性中，抗磁性，顺磁性和反铁磁性为弱磁性，而铁磁性和亚铁磁性为强磁性[4]。现代技术和工业中，主要应用的是强磁性。 1.3 不含过渡金属的二文磁性材料 1.3.1 研究背景 过渡金属包含系统并不能与当前许多主要依靠主族半导体的成熟技术相兼容。此外，对过渡金属原子大自旋耦合将导致一个很短的自旋弛豫时间，这极大地影响自旋电子学器件的性能。同时由于电子传输中的自旋散射问题，使得不含过渡金属的二文磁性材料更具有研究价值及应用前景。 (责任编辑：qin) |