Magnetische Tunnelelemente mit MgO Barrieren

带有氧化镁屏障的磁性隧道元件

• 批准号: 19453372
• 负责人: Professor Dr. Günter Reiss
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitsgruppe Dünne Schichten und Physik der Nanostrukturen
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/19453372?language=en
• 关键词: Magnetische; Tunnelelemente; mit; MgO; Barrieren

Magnetische Tunnelelemente werden seit einigen Jahren intensiv und weltweit erforscht bzw. entwickelt. Hintergründe sind das grundlegende Interesse an spinabhängigen Tunneln und die Anwendungen in Sensoren, Speichern und Logikschaltungen. Jüngste Veröffentlichungen zeigen nun einen Durchbruch zu sehr hohen Werten des magnetfeldabhängigen Tunnelstroms, wenn MgO statt AI2O3 für die Tunnelbarrieren eingesetzt wird. In diesem Vorhaben wollen wir die physikalischen Ursachen des hohen Tunnelmagnetowiderstandes (derzeit ca. 250% bei RT) untersuchen, welcher mit diesem Material bei sonst gleichen Voraussetzungen wie für z.B. AI2O3-Barrieren (derzeit ca. 75% bei RT) erreicht werden kann. Zunächst müssen das Know-how zur erfolgreichen Präparation dieser neuen Tunnelbarrieren ausgeweitet und gegebenenfalls die technischen Voraussetzungen angepasst werden. Nach den heute verfügbaren Informationen scheint eine ¿Zweischritt-Präparation Erfolg versprechend, bei der zunächst eine 0.5-1 nm dicke Mg Schicht unter Ar Sputtergas aufgetragen wird. Die weitere Barriere wird dann entweder ebenfalls von dem Mg-Target aber in einer Ar-O2 Gasmischung reaktiv im Gleichspannungsmodus oder durch Hochfrequenz-Sputtern von einem MgO-Target mit einer ebenfalls angepassten Ar-O2 Atmosphäre abgeschieden. Für die Realisierung hoher TMR Werte muss unter Umständen auch der restliche Schichtaufbau modifiziert beziehungsweise Veränderungen an der Anlage vorgenommen werden (z.B. Stickstoffkühlfalle). Im Anschluss daran sind systematische, vergleichende Messungen der Textur- und der Temperaturabhängigkeit der Tunnel Charakteristik und des Tunnelmagnetowiderstands (TMR) für zwei Elektroden- und zwei Barrierenmaterialien geplant: Kristallines Fe und amorphes CoFeB als Elektroden sowie Al2O3 und MgO als Barrieren. Zielsetzung ist die Aufklärung des Einflusses der Mikrostruktur und der elektronischen Zustände von Elektroden und Barriere (und deren Grenzflächen) auf den Tunnelmagnetowiderstand.

磁隧道元件韦尔登在过去几年里一直是一个高强度和世界性的研究领域。entwickelt。Hintergründe sind das grundespeare de Interesse an spinabhängigen Tunneln und die Anwendungen in Sensoren，Speichern und Logikschaltungen. Jüngste Veröffentlichungen zeigen nun einen Durchbruch zu sehr hohen Werten des magnetfeldabhängigen Tunnelbridges，wenn MgO statt Al2O3 für die Tunnelbarrieren eingesetzt wird.在这一过程中，我们将看到高磁宽隧道支架的物理结构。250% bei RT）untersuchen，welcher mit diesem Material bei sonst gleichen Voraussetzungen wie für z.B. Al 2 O3-阻挡层（derzeit ca. 75%（RT）正确率为韦尔登。Zunächst müssen das Know-how zur erfolgreichen Preäparation dieser neuen Tunnelbarrieren ausgeweitet and gegebenfalls die technischen Voraussetzungen angepasst韦尔登。Nach den heute verfügbaren Informationen scheint eine Zweischritt-Preparation Erfolg versprechend，bei der zunächst eine 0.5-1 nm迪凯Schicht unter Ar Sputtergas aufgetragen wird.在Gleichspannungsmodus或Hochfrez-Sputtern中，镁靶的另一个巴里埃将在一个Ar-O2气氛下通过一个高频率的Ar-O2气体放电来降低镁靶。Für die Realisierung hoher TMR Werte muss unter Umständen auch der restliche Schichtaufbau modifiziert beziehungsweise Veränderungen an der Anlage vorgenommen韦尔登（z.B. Stickstoffkühlfalle）。本文系统地研究了两种电介质和两种阻挡层材料的隧道特性和隧道磁悬浮支架的织构和温度特性：晶相Fe和非晶相CoFeB作为电介质，Al_2O_3和MgO作为阻挡层。Zielsetzung是对隧道磁宽站上的Elektroden和巴里埃（和Deren Grenzflächen）的微结构和电子器件的影响的增强。