Cómo cambiar la temperatura Curie de LSMO
1. Análisis de magnetorresistencia (MR)
La Figura 2 muestra las curvas de resistencia versus temperatura de películas con espesores de 150 nm y 300 nm bajo campos magnéticos de 0, 3 y 6 T. Es obvio que la película tiene un fuerte efecto de magnetorresistencia y la resistencia disminuye con el aumento del campo magnético. Además, se puede observar una transición metal-semiconductor (MST) obvia y la temperatura de transición Tp aumenta con el aumento de. moviéndose hacia la temperatura ambiente.
Figura 2 La curva de cambio de resistencia de la película bajo diferentes campos magnéticos (a) espesor 150 nm, (b) espesor 300 nm
Definir. la tasa de cambio de resistencia Para MR=-[ρ(H, T)-ρ(0, T)]/ρ(H, T)×100, ρ(H, T) y ρ(0, T) respectivamente representan la presencia del campo magnético externo y el valor de resistencia del campo magnético externo cuando es cero.
A partir de los resultados de la medición de resistencia-temperatura, las curvas de cambio de MR con temperatura en H=3 T y H=6 T pueden ser calculado, como se muestra en la Figura 3. Para las dos Para películas con dos espesores, las temperaturas Tm correspondientes a los valores máximos de MR son 226 K (H=3 T) y 232 K (H=6 T), que son ambas menor que las temperaturas de transición MST (Tp) de 265K (H=3 T) y 286K (H=6T). Esto significa que el valor máximo de MR aparece antes de MST, es decir, en la parte característica metálica de la película.
Figura 3 Curvas de la tasa de cambio de magnetorresistencia con la temperatura de la película bajo diferentes campos magnéticos
(a) Espesor 150 nm, (b) Espesor 300 nm
La Tabla 1 enumera la temperatura de transición Tp de la película de metal a semiconductor, el valor máximo de la tasa de cambio de resistencia MRmax y su valor de temperatura correspondiente Tm, y la tasa de cambio de resistencia MR286 K a 286 K se enumera como se enumera en los datos en. En la tabla, una película con un espesor de 150 nm tiene MRmax≈103 en un campo magnético de 0,6 T. Obviamente, el efecto magnetorresistivo es CMR = 22 cuando está cerca de la temperatura ambiente, es decir, 286 K, lo que indica que la película. todavía tiene un efecto magnetorresistivo a altas temperaturas, lo que hace que tenga un valor de aplicación más amplio. Los estudios han demostrado que el valor MRmax de la película y el valor MRmax a temperatura ambiente se pueden mejorar aún más mediante la optimización de las condiciones del proceso. ]. Al mismo tiempo, las características de transmisión eléctrica de la película de 300 nm son mejores que las de 150 nm, pero el valor máximo de MR% de la primera es menor que el de la segunda. La razón de este fenómeno puede deberse a diferentes tensiones. en la película.
Tabla 1 Resistencia, magnetorresistencia y temperatura correspondiente de dos películas con diferentes espesores bajo diferentes campos magnéticos
Espesor de la película/nm Valor máximo de resistencia Rm/Ω Temperatura de transición MST Tp /K MRmax/ Temperatura Tm/K a la que se produce MRmax
0 T 3 T 6 T 0 T 3 T 6 T 3 T 6 T 3 T 6 T
300 1 048 570 372 239 265 286 256 897 226 232
150 3 228 1 781 1 167 239 265 286 251 936 226 232
2 Intensidad de magnetización
La Figura 4 es la intensidad de magnetización Curva de cambio con la temperatura (M-T). La intensidad de magnetización de una película con un espesor de 300 nm se mide en el rango de temperatura de 50 a 300 K bajo el campo magnético de H=6 T y 0,01 T, y se obtiene. restando la contribución del sustrato LaAlO3 M-T La curva muestra que la magnetización comienza a aumentar cuando la temperatura disminuye y se satura gradualmente después de 100 K. Bajo la acción de un campo magnético de 0,01 T (como se muestra en la Figura 4 (b). )), a medida que aumenta la temperatura, se puede observar un ferromagnetismo obvio. transición de estado paramagnético La temperatura de transición es la temperatura de Curie TC≈225 K, que es menor que la temperatura de transición Tp (239 K) de MST bajo la acción de 0 T. , y más cercano a la temperatura Tm (226 K, H=3) correspondiente a la aparición de MRmax.
T; 232 K, H = 6 T). Bajo la influencia de un campo magnético de 6 T (como se muestra en la Figura 4 (a)), debido a la interacción entre el fuerte campo magnético externo y el momento magnético del ión, el ferromagnético. a paramagnético se alarga, no hay un paso de transición obvio bajo la acción de 0,01 T, y todavía no se observa ninguna región paramagnética obvia hasta 300 K. Esto es consistente con el fenómeno de la Figura 2 de que un campo magnético fuerte aumenta la transición. La temperatura del metal al semiconductor y el proceso de transición son suaves. Se puede ver que el efecto de magnetorresistencia de la película delgada La1-xSnxMnO3 (xlt; 0,1) está estrechamente relacionado con su transición de estado magnético y sus características de transporte eléctrico.
Figura 4 Intensidad de magnetización de la película delgada bajo diferentes campos magnéticos Curva de cambio con la temperatura
(a) Una película con un espesor de 300 nm a 6 T, (b) Una película con un espesor de 300 nm a 0,01 T