雙自旋過濾隧道結(jié)中的隧穿磁電阻的理論研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著納米技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，自旋極化電子輸運(yùn)問題已經(jīng)成為凝聚態(tài)物理研究中的重要領(lǐng)域之一。本論文對(duì)其中關(guān)于磁性隧道結(jié)(MagneticTunnelJunctions，MTJs)中自旋相關(guān)的隧穿磁電阻(TunnelingMagnetoresistance，TMR)效應(yīng)的一些問題進(jìn)行了理論研究。 本論文首先介紹了自旋相關(guān)的磁電阻效應(yīng)的背景知識(shí)和當(dāng)前磁性隧道結(jié)中自旋相關(guān)磁電阻效應(yīng)的理論與研究現(xiàn)狀。然后，我們研究了由兩層鐵磁絕緣(半

2、導(dǎo))層夾一薄的非磁絕緣(半導(dǎo))層所構(gòu)成的新型雙自旋過濾磁隧道結(jié)，即NM/FI/NI/FI/NM新型雙自旋過濾磁隧道結(jié)(NM為非磁(NonmagneticMetal)金屬，F(xiàn)I和NI分別為鐵磁和非磁絕緣體或半導(dǎo)體(FerromagneticandNonmagneticInsulator(Semiconductor)))的隧穿磁電導(dǎo)和隧穿磁電阻的特性。該磁性隧道結(jié)是在NM/FI/FI/NM型雙自旋過濾磁隧道結(jié)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在兩個(gè)FI層之間

3、插入一NI層，以期克服由于兩個(gè)FI層緊密靠在一起，界面處兩層FI間的磁矩可能存在很強(qiáng)的交換耦合作用導(dǎo)致TMR下降并影響雙自旋過濾隧道結(jié)的靈敏度的缺點(diǎn)。研究結(jié)果表明，NM/FI/NI/FI/NM型雙自旋過濾隧道結(jié)可以通過調(diào)節(jié)各絕緣層的厚度獲得較大的TMR值，在一個(gè)較大的偏壓范圍內(nèi)該隧道結(jié)能克服傳統(tǒng)隧道結(jié)中TMR隨偏壓升高而迅速單調(diào)下降的缺點(diǎn)。我們所做的研究工作可能為磁電阻元件的研制提供一些有價(jià)值的理論參考資料，并有助于進(jìn)一步研究電子隧穿效