1、半金屬一半導體異質結在自旋注入、p-n結以及磁隨機存儲中具有潛在的應用價值。近些年來,Fe3O4作為一種高居里溫度,制備簡單的半金屬材料受到人們的廣泛關注,而硅是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中技術最成熟、應用最廣泛的半導體材料；因此,由這兩類材料組成的異質結在自旋電子學領域具有重要的研究價值。另一方面,半金屬一半導體異質結的磁電阻常與半金屬本征的磁電阻符號相反；異質結產(chǎn)生磁電阻的因為很多,包括雙電流模型、界面、空間電荷效應等。引起Fe3O4基異質結磁電

2、阻的因為有多種,因此我們在單晶Si基底上制備了Fe3O4薄膜并改變勢壘材料,以研究勢壘材料對異質結磁輸運特性的影響。
　　 我們用直流反應磁控濺射以及射頻磁控濺射法制備了Fe3O4、MgO基的Fe3O4／MgO、Fe3O4／MgO／Fe3O4異質結以及Fe3O4、Si基的Fe3O4／Si、Fe3O4／MgO／Si、Fe3O4／SiO2／Si、Fe3O4／MgO／SiO2／Si異質結,對其微觀結構、界面成份、磁性及輸運特性進行了系

3、統(tǒng)研究。
　　 Fe3O4／MgO、Fe3O4／MgO／Fe3O4異質結的Ⅰ-Ⅴ曲線呈顯著的非線性,并且沒有整流效應,樣品在低偏壓時的導電機制為隧穿,高偏壓時為熱離子發(fā)射／擴散；磁電阻在～120 K時出現(xiàn)極值,并且和偏壓有關,這種磁電阻與Fe3O4本征的磁電阻有關。
　　 Fe3O4／barrier／Si異質結的輸運特性與勢壘材料有關。Fe3O4／Si和Fe3O4／SiO2／Si異質結的磁電阻為正值,而Fe3O4／MgO

4、(3 nm)／Si異質結的磁電阻為負值。負磁電阻與Verwey轉變相關,在～120 K處會出現(xiàn)極值,而正磁電阻與Verwey轉變無關。Fe3O4／barrier／Si異質結的磁電阻在電流很小時幾乎為零,并隨著電流的增大逐漸達到飽和。磁電阻隨磁場不呈線性變化,隨著磁場增大,磁電阻隨磁場的增大率逐漸減小。Fe3O4／barrier／Si異質結的磁輸運特性主要由界面處Fe3O4的自旋極化率決定,當Fe3O4界面處的自旋極化率與Fe3O4薄膜內