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Reversible Tuning of Ferromagnetism and Resistive Switching in ZnO/Cu Thin Films

机译：ZnO / Cu薄膜中铁磁性和电阻切换的可逆调谐

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Systematic magnetic, electronic, and electrical studies on the Cu_(0.04)Zn_(0.96)O/Ga_(0.01)Zn_(0.99)O cell structure grown on (001) sapphire by the pulsed laser deposition technique show that the Cu multivalent (Cu~(M+)) ions modulate magnetic and resistive states of the cells. The magnetic moment is found to be reduced by ～30% during the high resistance state (HRS) to low resistance state (LRS) switching. X-ray photoelectron spectroscopy results reveals an increase of the Cu~(+)/Cu~(2+) oxidation state ratio (which has been determined by the relative positions of the Fermi level and the Cu acceptor level) during the HRS to LRS transition. This decreases the effective spin-polarized Cu~(2+)–V_(?)–Cu~(+) channels and thus the magnetic moment. A conduction mechanism involving the formation of conductive filaments from the coupling of the Cu~(M+) ions and V_(?) has been suggested.
机译：通过脉冲激光沉积技术在（001）蓝宝石上生长的Cu_（0.04）Zn_（0.04）Zn_（0.01）O / GA_（0.01）Zn_（0.99）O细胞结构的系统磁性，电子和电气研究表明Cu多价（Cu 〜（m +））离子调节细胞的磁性和电阻状态。在高电阻状态（HRS）到低电阻状态（LRS）切换期间，发现磁矩在高电阻状态（HRS）期间减小〜30％。 X射线光电子体光谱结果显示Cu〜（+）/ Cu〜（2+）氧化态比的增加（已经通过费米水平和Cu受体水平的相对位置确定）在HRS到LRS期间过渡。这降低了有效的旋转偏振Cu〜（2 +） - V _（α） - Cu〜（+）通道，从而降低磁矩。已经提出了一种传导机制，涉及从Cu〜（M +）离子和V_（Δ）的偶联的导电细丝形成。

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