磁性隧道結(jié)電磁特性的研究.pdf

1、由于對(duì)信息存取容量的要求日益增加,磁性存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)密度正以每年60﹪的速度遞增.目前商用HDD最高存儲(chǔ)密度已達(dá)4Gbit/in<'2>,未來幾年內(nèi)勢(shì)必增至10~20 Gbit/in<'2>.要在如此小的區(qū)域中存儲(chǔ)如此龐大的信息,自然要求器件的高靈敏度.80年代末人們?cè)诩{米尺度"鐵磁/非磁"多層膜中發(fā)現(xiàn)了層間交換耦合和巨磁電阻.在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的自旋閥巨磁電阻器件以其在低場(chǎng)中的高靈敏度(磁電阻在常溫可達(dá)7﹪)成為存儲(chǔ)介質(zhì)的熱門.197

2、5年Julliere發(fā)現(xiàn)Fe/Ge/Co隧道結(jié)中存在磁電阻效應(yīng),被稱為隧道磁電阻(TMR).這種鐵磁/絕緣體/鐵磁結(jié)構(gòu)的磁性隧道結(jié)與通常金屬的多層膜相比具有高內(nèi)阻、低功耗、輸出電壓高的特點(diǎn),其理論磁阻率為20~50﹪,超過了自旋閥薄膜,在制備高密度隨機(jī)存取存儲(chǔ)器方面具有巨大潛力.該篇論文中采用磁控濺射裝置和自然氧化的方法在普通玻璃載玻片襯底上制備了鐵磁/絕緣體/鐵磁結(jié)構(gòu)磁性隧道結(jié),采用四探針法對(duì)隧道結(jié)的電磁特性進(jìn)行了研究.通過一系列實(shí)驗(yàn)

3、,我們得到了隧道結(jié)伏安特性在較高壓下的非線性特征,特別對(duì)NiFe/Al<,2>O<,3>/NiFe隧道結(jié)在一定高壓下發(fā)現(xiàn)了負(fù)阻現(xiàn)象;研究了中間絕緣層結(jié)構(gòu)和厚度對(duì)隧道結(jié)磁電阻效應(yīng)的影響,結(jié)果表明,中間氧化物的厚度對(duì)磁電阻值起調(diào)節(jié)作用,在3-7個(gè)納米范圍內(nèi)磁電阻基本呈現(xiàn)單調(diào)遞減現(xiàn)象;鐵磁層厚度也對(duì)隧道結(jié)磁電阻產(chǎn)生影響,在一定范圍內(nèi)隨著鐵磁層厚度的增加TMR出現(xiàn)周期性振蕩;研究了不同退火條件對(duì)樣品磁電阻效應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)隧道結(jié)磁電阻隨退火溫度升