Repository logo

Browsing by Author "Chojenka, Juliusz"

  • Thumbnail Image
    Item
    Magnetotransportowe własności złączy metal/tlenek metalu/metal
    (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2022) Chojenka, Juliusz; Wolny-Marszałek, Marta; Zarzycki, Arkadiusz; Jartych, Elżbieta; Kozłowski, Andrzej
    Magnetoopór jest jednym z najczęściej wykorzystywanych zjawisk magnetycznych w zastosowaniach komercyjnych takich jak magazynowanie danych na dyskach twardych wraz z ich odczytem za pomocą głowicy magnetooporowej, czy też czujnikach pola magnetycznego bądź w magnetycznych pamięciach operacyjnych. Obecnie bada się układy, w których łączy się właściwości półprzewodnikowe oraz magnetyczne, aby stworzyć urządzenia spintroniczne, charakteryzujące się niższym zużyciem energii i większą szybkością działania. W poniższej pracy przedstawiłem metody wytworzenia złączy metal/tlenek metalu/metal, w których środkowa warstwa jest półprzewodnikiem powstałym poprzez anodyzację tytanu albo żelaza. Anodyzacja jest elektrochemicznym procesem służącym do produkcji tlenków metali przejściowych, charakteryzujących się występowaniem jednorodnych i uporządkowanych nanostruktur, które mogą przyjmować formę nanoporów lub nanorurek. Występowanie przestrzennie uporządkowanych struktur o rozmiarach dziesiątek nanometrów wpływa na własności magnetyczne oraz elektryczne całego złącza. Dodatkowo, anodyzacja jest procesem, który umożliwia kontrolowanie rozmiarów oraz typu nanostruktur za pomocą przyłożonego napięcia, kompozycji elektrolitu, temperatury oraz czasu. Głównym celem niniejszej rozprawy było stworzenie nanostrukturyzowanego złącza Schottky'ego z dwiema barierami potencjału, które dodatkowo jest czułe na zewnętrzne pole magnetyczne. W trakcie badań wytworzyłem cztery kombinacje złączy metal/tlenek metalu/metal (użyte metale to Ti oraz Fe), a następnie wybrałem jedno z nich do dalszych badań dotyczących wpływu nanostrukturyzacji na jego własności fizyczne. Obrazowanie powierzchni tlenków pokazało ziarnistą morfologię w układach anodyzowanych przy niskim potencjale 5 V oraz nanoporowate struktury dla wyższych napięć 15 V oraz 60 V. Własności półprzewodnikowe potwierdziłem poprzez wyznaczenie wartości przerwy energetycznej równej 2,3 eV dla obu tlenków. Pomiary profili głębokościowych potwierdziły strukturę warstwową złączy, natomiast międzywierzchnia tlenek metalu/metal ujawniły występowanie dyfuzji tlenu do górnej warstwy metalu. Wyniki badań za pomocą magnetometru typu SQUID pozwoliły na określenie podstawowych wielkości magnetycznych. Ponadto, analiza pętli histerezy pokazała istnienie dwóch faz magnetycznych w badanych układach. Większość wytworzonych złączy charakteryzuje się przewodnictwem omowym, poza układem tytan/tlenek tytanu/żelazo o charakterystyce diody Schottky'ego posiadającym pojedynczą barierę potencjału w temperaturze pokojowej oraz dwie bariery energetyczne w temperaturze 50 K. Magnetoopór dla złączy o przewodnictwie omowym ma dodatnie wartości w temperaturze pokojowej oraz ujemne w temperaturze 5 K. Dla złącza Schottky'ego wartości magnetooporu są dodatnie w całym mierzonym zakresie temperatur, a także silnie zależą od polaryzacji prądu.