鋁/氧化鋁/釔穿隧接點之微分電導之研究

Abstract

Kondo效應常常可以在稀磁合金中看到，由於稀磁合金中的磁性雜質濃度很小，彼此之間的磁矩不會產生交互作用，但是導電電子卻可以在一定的範圍內與磁性雜質發生散射，使其電阻在低溫時（比如10~20 K附近）會隨溫度下降而有 的上升趨勢。當磁性雜質的濃度更高的時候，磁性雜質間會透過導電電子產生間接的交互作用，我們稱之為RKKY效應，當RKKY效應的作用相對大於Kondo效應的作用時，合金中的磁性雜質便有可能經由RKKY效應的作用使得磁性雜質呈鐵磁性或反鐵磁性的有序排列，使電阻隨溫度下降而下降。而在穿隧效應的量測中這些現象都會反映在微分電導上。 在本實驗中，我們利用熱蒸鍍的方式將金屬釔鍍在覆蓋了一層氧化鋁的金屬鋁薄膜上，製作鋁/氧化鋁/釔的穿隧接點，在釔和氧化鋁的介面上有可能會產生帶有磁性的釔原子團，我們可以將帶有磁性的部分視為一稀磁合金。透過3He低溫系統，我們對鋁/氧化鋁/釔的穿隧接點作微分電導的量測，從實驗的結果可以看到導電電子與磁性雜質的散射，導致微分電導在零偏壓處有極大值產生，也可以從電導與溫度之間的關係看到Kondo效應與RKKY效應在低溫下的競爭結果。