磁性隧道結電磁特性的研究.pdf

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

2、5年Julliere發(fā)現Fe/Ge/Co隧道結中存在磁電阻效應,被稱為隧道磁電阻(TMR).這種鐵磁/絕緣體/鐵磁結構的磁性隧道結與通常金屬的多層膜相比具有高內阻、低功耗、輸出電壓高的特點,其理論磁阻率為20~50﹪,超過了自旋閥薄膜,在制備高密度隨機存取存儲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/鐵磁結構磁性隧道結,采用四探針法對隧道結的電磁特性進行了研究.通過一系列實驗

3、,我們得到了隧道結伏安特性在較高壓下的非線性特征,特別對NiFe/Al<,2>O<,3>/NiFe隧道結在一定高壓下發(fā)現了負阻現象;研究了中間絕緣層結構和厚度對隧道結磁電阻效應的影響,結果表明,中間氧化物的厚度對磁電阻值起調節(jié)作用,在3-7個納米范圍內磁電阻基本呈現單調遞減現象;鐵磁層厚度也對隧道結磁電阻產生影響,在一定范圍內隨著鐵磁層厚度的增加TMR出現周期性振蕩;研究了不同退火條件對樣品磁電阻效應的影響,發(fā)現隧道結磁電阻隨退火溫度升