首先介绍一下磁电阻效应（MR），磁电阻效应就是指在通电的金属或半导体上施加加上一个磁场，此时它的电阻值会发生变化。磁电阻效应大致可以分为几类：正常磁电阻（OMR）、各向异性磁电阻（AMR）、掺杂稀土氧化物中特大磁电阻（CMR）、磁性多层膜和颗粒膜中特有的巨磁电阻(GMR)和隧道磁电阻（TMR）等。

在过去的20年中，人们不断的发现了金属多层膜和颗粒膜的巨磁电阻（GMR）以及稀土氧化物的特大磁电阻（CMR），这些材料的发现，让磁电子学得到了很大的发展。那磁电子学是研究什么的呢？其核心就是研究、利用和控制自旋极化的电子运输过程。同时磁电子学器件（巨磁电阻材料）在信息存储的领域中也获得了突飞猛进的应用。由于GMR磁头在信息存储运用方面具有很大的潜力，所以人们就对各种材料的磁电阻效应进行深入的研究，促进了磁电阻效应的广泛应用。自从GMR效应被发现以来，磁电阻效应引起了人们的广泛关注，1994年IBM利用GMR效应开发出磁盘读取磁头，大幅提高了磁盘记录密度。1997年11月，Holleywell公司宣称GMR可用于随机存取存储器（MRAM）。这些都是从科学发现到向商品应用快速转换的实例。在此之后，为了满足器件小型化、提高器件灵敏度以及降低能耗的要求，增强样品在低场条件下的磁电阻效应成为一种可行途径。

自1988年发现巨磁电阻（GMR）效应以来[1]，人们在不同体系内开展了磁电阻效应方面的研究工作。随着现代化信息技术迅猛地向前发展，人们对器件的小型化、灵敏度以及低功耗等方面提出了更高的要求。相应地，磁电阻效应（MR）在应用领域也将面临着一些挑战，比如在低磁场作用下磁电阻值不高以及需要大电流来提供工作磁场从而带来大功耗等一些问题。所以在提高低磁场电阻效应方面，各国科学家开展了大量的研究工作，如利用二相纳米复合结构[2,3]、引入磁性势垒[4]或者绝缘势垒[5]等方法均提高了低场磁电阻。

这次毕设研究的材料是La0.7Sr0.3MnO3（LSMO），这是一种半金属锰氧化物，具有较高的自旋极化率和环境稳定性，是一种理想的磁电阻材料[6]。La0.7Sr0.3MnO3作为一种半金属锰氧化物，自旋极化率很高，接近100%极化，可以使用La0.7Sr0.3MnO3作为电极材料，以提供自旋极化电流和作自旋筛。多晶LSMO室温磁电阻的显著特征就是低场下电阻率岁磁场迅速降低，而高场下平缓地减弱，这种低场磁电阻效应来自于晶粒之间的电子自旋极化隧穿[7]。LSMO的晶体结构是畸变的形状的赝立方体结构，我们通过研究了LSMO锰氧化物体系，观察其晶体结构和电及磁学性质。就会发现锰氧化物La1-xAxMnO3中La的位置被碱土金属取代后，整个LSMO系统的电和磁性质产生非常大的变化，这种在掺杂了Sr等碱土金属后，物质的电输运性质和磁学性质紧密相关。其室温下的磁电阻依赖于其晶界两侧的自旋排列，可以用自旋极化隧穿模型来描写。然而，它的磁电阻与外磁场的依赖关系目前并没有研究出来，因此我们有必要找到它的磁电阻方程，对其磁电阻机制获得更深入的理解，同时对磁传感器的设计及性能优化亦有帮助。怎样求出磁电阻与外磁场的关系呢？通过微磁学可以计算出自旋结构分布，然后根据磁场下的自旋结构求出自旋夹角与磁场H的函数关系，而自旋夹角φ是主导电阻大小的重要因素，即R=R (φ)。φ可以由微磁学解出来，得到磁场下的自旋夹角φ=φ（H），所以R=R（H），电阻是磁场H的函数。利用磁电阻定义便可得到，磁电阻MR和磁场H的函数关系。

La0.7Sr0.3MnO3作为一种宽带氧化物，具有较宽的铁磁区域、较好的导电性以及较高的居里温度，其居里温度可以达到室温。然而，由于La0.7Sr0.3MnO3本身导电性较好，在外磁场下电阻变化有限，磁电阻效应不明显。对于多晶La0.7Sr0.3MnO3样品，若要在室温下获得高磁电阻值，需要对其施加高磁场。由于自身有限制的情况下，利用其制造磁电子学器件就没有任何优越性可言[7]。那么问题来了，怎样增强La0.7Sr0.3MnO3的磁电阻效应呢？这也是此次毕设中所需探讨的一个问题。

H. Y. Hwang及其合作者研究了多晶La0.7Sr0.3MnO3在不同外场条件下的磁电阻效应，发现在低场条件下样品的磁电阻值取决于晶粒间的自旋极化遂穿电子。这里阐述一下多晶锰氧

化物材料的磁电阻效应，分为两种：由双交换作用引起的本征磁电阻效应（庞磁电阻效应）和自旋极化隧穿引起的非本征磁电阻效应（低场磁电阻效应）[8]。对于本征磁电阻效应，尽管磁电阻值很大，但是适用的温度区间因限于居里温度附近而很小，同时呢要求外加的磁场要大，所以就如前面所说由于限制不适合工业技术的应用。但是呢，低场磁电阻效应是由晶界效应[9]引起的，只需要很小的驱动磁场，且能在很大温度范围内实现，从而具有非常好的工业技术应用潜力。那什么是晶界效应呢？晶界效应是陶瓷材料固有的特性，利用某些氧化物在高温下具有较高的蒸汽压，在烧成过程对陶瓷材料进行掺杂改性，可以有效地控制晶界行为，改善材料性能[10]。前面说到多晶La0.7Sr0.3MnO3具有很高的自旋极化率，因而这种物质可作为使得自极化现象旋达到最大化的理想材料，可将其应用于低场下的自旋阀磁电阻效应[11]。什么是自旋阀磁电阻效应呢？广义地讲，薄膜电阻与多层膜各层磁矩（自旋）之间相对取向有关的现象称为自旋阀磁电阻效应。

A. Ruotolo及其合作者研究了La0.7Sr0.3MnO3平面自旋阀中的电流感应退钉扎效应和磁电阻效应，发现基于畴壁电阻率的自旋阀磁电阻值可在施加磁场或电流的条件下发生改变[12]。而J. M. Blanco及其合作者对铁基非晶合金丝进行电流退火处理后，发现样品中感生出结构弛豫和螺旋磁各向异性[12]。

自Baibich等[13]于1988年发现GMR效应以来，各国学者对GMR效应的研究与日俱增。尽管GMR效应有诱人的发展前景，但是GMR效应通常是在低温和外加强磁场下得到的，正如前面所说这些限制条件对实际应用是不利的。1992-1995年，Mohri等[13]在实验中发现非晶态软磁丝在常温下通以交变电流时，在较低外加磁场下就可以得到很强的电压振幅变化，当电流频率较高时，感应涡电流引起的趋肤效应导致材料中总电压或阻抗随外加磁场明显变化，这种变化被称为巨磁阻抗（GMI）效应[14]。对于钴基丝材，许多学者采用电流退火方法[15]，在不削减其软磁特性的前提下使材料获得环向或横向感生各向异性，经测量获得了理想的GMI效应，对于铁基非晶材料采用这样的退火方式进行研究还鲜有报道，Takemura等[15]曾用电流退火处理非晶丝，使其晶化并感生出环向各向异性，其GMI响应可达到30%-40%。

从上面不难看出，采用电流退火确实可以增强材料的磁电阻效应，电流退火方法并不需要低温或者施加很强的外磁场，因此就摆脱了很多的限制条件，因此我们设想对多晶La0.7Sr0.3MnO3样品进行电流退火处理后，看多晶La0.7Sr0.3MnO3样品的物性是否发生改变，并且多晶La0.7Sr0.3MnO3样品的磁电阻效应是否会得到增强，这些问题将会在此次毕设实验研究中得到答案。