14499

13084

كارشناسي ارشد

فيزيك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

چهارده، 135ص.: مصور، جدول، نمودار

پرويز كاملي

حسين احمدوند

اسماعيل عبدالحسيني سارسري، جواد هاشمي فر

1398/01/21

كتابنامه

فيزيك

فيزيك

1398/01/27

ID13084

چکیده منگنایت نازک الیههای مغناطومقاومت و مغناطیسی الکتریکی ساختاری ویژگیهای پایاننامه این در La0 4 Pr0 3 Ca0 3 MnO3 LPCMO مورد بررسی قرار گرفته شده است نمونهی بس بلور LPCMO جهت استفاده به عنوان هدف برای الیه نشانی به روش حالت جامد تهیه شد نتایج حاصل از پراش پرتوی ایکس نشان میدهند که نمونه تک فاز بوده و ساختار بلوری آن راست گوشه با گروه فضایی pnma است الیههای نازک LPCMO بر روی زیرالیههای LaAlO3 100 LAO LSAT 111 LaAlO3 0 3 SrAl0 5Ta0 5O3 0 7 LSAT 100 SrTiO3 100 STO و 001 NaGdO3 NGO با استفاده از روش لیزر پالسی PLD ساخته شده است در حین الیه نشانی بر روی زیرالیههای STO LAO و 00 LSAT پارامتر نرخ تکرار پالس متغیر در نظر گرفته شد ضخامت الیهها به روش XRR برآورده شد نتایج پراش پرتوی ایکس الیهها نشان میدهد که رشد الیهها به صورت همبافت و تک محور است هم چنین مشاهده شد که به الیههای LPCMO بر روی زیرالیههای LAO تنش تراکمی اعمال میشود در حالی که الیههای رشد یافته بر روی زیرالیههای STO و LSAT تحت تنش کششی قرار گرفتهاند نمونههای STO در مقایسه با نمونههای LAO و 001 LSAT مقاومت بیشتری نشان دادند به طوری که در تمامی دماها رفتار عایق گونه نشان دادند وجود پسماند حرارتی در رفتار مغناطش و مقاومت در نمونههای حجمی و الیههای نازک از نتایج بازر به دست آمده است که مرتبط با همزیستی فازها و گذار مرتبهی اول است در نمونههای LPCMO LAO با افزایش نرخ تکرار پالس مقاومت نمونه افزایش یافته است که مرتبط با تشکیل الیهی مرده است اما در نمونههای LPCMO LSAT با افزایش نرخ تکرار پالس مقاومت نمونه کاهش یافته است که مرتبط با نحوهی رشد الیهی نازک به صورت جزیرهای میباشد نمونههایی که تحت تنش کششی قرار گرفتهاند مقاومت بیشتری از خود نشان دادند که علت آن تقویت اثر یان تلر و جایگزیدگی حاملهای بار است مقدار مغناطومقاومت ناهمسانگرد بیشینه نیز در نمونههای LPCMO LSAT نسبت به نمونههای تحت تنش تراکمی بزرگتر به دست آمد با توجه به هدف اصلی خود که رسیدن به مقدار بیشینهی بزرگتر مغناطومقاومت ناهمسانگرد و رشد الیهای است مقدار نرخ تکرار پالس بهینه به بزرگی 3 هرتز انتخاب شد که در ادامهی الیه نشانی بر روی زیرالیههای 111 LSAT و 001 NGO انتخاب و اثرات ضخامت بر روی خصوصیات الکتریکی و مغناطیسی الیهها بررسی شد جهتگیری بلوری متفاوت زیرالیهی LSAT منجر به بروز خصوصیات متفاوت شد به طوری که با افزایش ضخامت مقاومت نمونههای 111 LPCMO LSAT نیز افزایش یافت همچنین در رفتار مغناطیسی الیههای نازک مشاهده شد که با افزایش ضخامت نظم مغناطیسی الیهها کاهش یافته است علت آن میتواند مرتبط با وجود نقصهای شبکهای باشد و بازپخت حرارتی برای بررسی دقیقتر آنها پیشنهاد میشود مقدار مغناطومقاومت ناهمسانگرد بیشینه در این نمونهها به بزرگی 841 درصد به دست آمد که بزرگترین مقدار گزارش شده است در بررسی الیههای نازک LPCMO NGO سه ضخامت متفاوت در نظر گرفته شد خصوصیت متفاوت این الیههای نازک وجود تنش ناهمسانگرد در نمونه بود که منجر به تفاوت مقدار مقاومت بر حسب دما و مغناطش بر حسب میدان در دو راستای درون صفحهای الیهی نازک شد تفاوت مقاومت در دو راستا با مفهوم مقاومت ناهمسانگرد بیان شد که مقدار 701 برای این پارامتر به دست آمد در رفتار مقاومت بر حسب دما پرشهایی مشاهده شد که این رفتار مشابه با نوارهای باریک منگنایتها است هم چنین با افزایش ضخامت مقدار مقاومت الیههای نازک کاهش یافته است که بر اثر کاهش رفتار مغناطیسی عایق نظم اوربیتال بار با افزایش ضخامت است کلمات کلیدی 1 منگنایتها 2 الیهی نازک 3 تنش 4 نرخ تکرار پالس 5 مغناطومقاومت ناهمسانگرد

Study of structural magnetic electrical and magnetoresistance properties of thin films Elham Hosseini hosseinielham@ph iut ac ir Date of Submission 01 20 2019 Department of Physics Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Parviz Kameli kameli@cc iut ac irAbstract In this thesis structural magnetic electrical and magnetoresistance properties of La 0 4 Pr0 3 Ca 0 3 MnO3thin films have been studied The LPCMO bulk sample was prepared by solid state method Thin films grown LaAlO3 100 LAO SrTiO3 100 STO LaAlO3 0 3 SrAl0 5Ta0 5O3 0 7 LSAT 100 onLSAT 111 and NaGdO3 NGO 100 substrates by pulsed laser deposition technique and the effect ofpulse repetition rate thickness and strain on the thin films was investigated For LPCMO LAO andLPCMO STO pulse repetition rate of 3 5 and 10 Hz were chosen Measurements of resistance indicate thatthere is a dead layer in the LPCMO LAO sample deposited by pulse repetition rate of 10 Hz It is found thatthe in plane compressive strain in LPCMO LAO sample favors the ferromagnetic metallic phase byincreasing the hopping amplitude between neighboring electrons leading to the weakening of phaseseparation On the other hand the in plane tensile strain in LPCMO STO increases the stability of long rangeCO phase in a way that films on STO substrate keeps insulting in entire measuring temperature range evenunder 1 T magnetic field In second part the effect of pulse repetition rate of 3 and 10 Hz atLPCMO LSAT 100 was investigated Results show that these films are under in plane tensile strain Alsothe resistance increases and saturation magnetization decrease with lowering pulse repetition rate from 10 to3 Hz Moreover RHEED patterns and AFM analyses show that film grown at pulse repetition rate of 3 Hzhas layer growth mode In order to understand the effects of substrate crystal orientation we choosedLSAT 111 The thin film was prepared at pulse repetition rate of 3 Hz and thickness of 20 50 and 90 nm Films resistivity is strongly enhanced when increasing film thickness The large phase separation in resistanceversus temperature in vicinity of IMT results in huge AMR of 148 in a film with thickness of 50 nm Inorder to understand the effect of anisotropic epitaxial strain on LPCMO thin film LPCMO films with threethickness of 20 50 and 90 nm was prepared on NGO 100 substrate A colossal anisotropic resistivity of 107can be observed for thinner film Also the LPCMO NGO show a strip like behavior which the sharp resistivejumps seen in the R T curve Keywords Manganites Thin films Strain Pulse repetition rate Anisotropic magnetoresistance

پرويز كاملي

حسين احمدوند

اسماعيل عبدالحسيني سارسري، جواد هاشمي فر