CAJ | 학술논문

典型的磁性隧道结是“三明治”结构,即由上下两个铁磁电极以及中间厚度为1 nm量级的绝缘势垒层构成.当外加磁场使两铁磁电极的磁矩由平行态向反平行态翻转时,隧穿电阻会发生低电阻态向高电阻态的转变.自从1995年发现室温隧穿磁电阻(TMR)以来,非晶势垒的AlOx磁性隧道结在磁性随机存储器(MRAM)和磁硬盘磁读头(Read Head)中得到了广泛的应用,2007年室温下其磁电阻比值可达到80％.下一代高速、低功耗、高性能的自旋电子学器件的发展,迫切需要更高的室温TMR比值和新型的调制结构.2001年通过第一性原理计算发现:由于MgO(001)势垒对不同对称性的自旋极化电子具有自旋过滤(Spin Filter)效应,单晶外延的Fe(001)/MgO(001)/Fe(001)磁性隧道结的TMR比值可超过1000％,随后2004年在单晶或多晶的MgO磁性隧道结中获得室温约200％的TMR比值,2008年更是在赝自旋阀结构CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结中获得高达604％的室温TMR比值.伴随着新势垒材料的不断发现和各种磁性隧道结结构的优化,共振隧穿和自旋依赖的库仑阻塞磁电阻等新效应以及磁性传感器、磁性随机存储器和自旋纳米振荡器及微波检测器等新器件逐渐成为科学和工业界所关注的研究与应用热点.对磁性隧道结(MTJ)材料及其器件应用研究和进展进行了简要介绍.
전형적자성수도결시“삼명치”결구,즉유상하량개철자전겁이급중간후도위1 nm량급적절연세루층구성.당외가자장사량철자전겁적자구유평행태향반평행태번전시,수천전조회발생저전조태향고전조태적전변.자종1995년발현실온수천자전조(TMR)이래,비정세루적AlOx자성수도결재자성수궤존저기(MRAM)화자경반자독두(Read Head)중득도료엄범적응용,2007년실온하기자전조비치가체도80％.하일대고속、저공모、고성능적자선전자학기건적발전,박절수요경고적실온TMR비치화신형적조제결구.2001년통과제일성원리계산발현:유우MgO(001)세루대불동대칭성적자선겁화전자구유자선과려(Spin Filter)효응,단정외연적Fe(001)/MgO(001)/Fe(001)자성수도결적TMR비치가초과1000％,수후2004년재단정혹다정적MgO자성수도결중획득실온약200％적TMR비치,2008년경시재안자선벌결구CoFeB/MgO/CoFeB자성수도결중획득고체604％적실온TMR비치.반수착신세루재료적불단발현화각충자성수도결결구적우화,공진수천화자선의뢰적고륜조새자전조등신효응이급자성전감기、자성수궤존저기화자선납미진탕기급미파검측기등신기건축점성위과학화공업계소관주적연구여응용열점.대자성수도결(MTJ)재료급기기건응용연구화진전진행료간요개소.