Charakterisierung des Oxidationsverhaltens von elektronischen Eigenschaften und der Mikrostruktur von magnetischen Tunnelkontakten mit oxidischen Barriereschichten

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Magnetische Schichtsysteme, die einen großen Tunnelmagnetowiderstand TMR bei Raumtemperatur zeigen, sind sehr interessant für zukünftige Anwendungen in der Informationstechnik (z. B. MRAM) und Mikrosystemtechnik. Kernstück dieser Schichtsyteme ist der Tunnelkontakt Ferromagnet (FM)/Isolator (I)/Ferromagnet (FM), der bezüglich seines Mikrogefüges und seiner chemischen Nahordnung in diesem Forschungsvorhaben für FM = Co, CoFe und I = Al2O3, MgO, Ta2O5, ZnO charakterisiert werden soll. Die in einer UHV-Präparationskammer hergestellten Proben werden nach jedem Behandlungsschritt einer Analyse mit der Photoelektronenspektroskopie (XPS) unterzogen. Ergänzend für die Charakterisierung sowie zur Aufklärung mikroskopischer Schädigungsmechanismen werden die Augerelektronenspektroskopie (AES), die Rasterelektronen- (REM) und die Analytische Transmissionselektronenmikroskopie (ATEM), die Rasterkraft- (AFM) und die Rastertunnelmikroskopie (STM) eingesetzt. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen die Aufklärung der Mikrostruktur und von elektronischen Eigenschaften des Tunnelkontakts, Fragen des Wachstums- und Oxidationsverhaltens sowie der thermisch-strukturellen Stabilität der Barriere und der FM/I-Grenzfläche.