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，隨著納米技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，自旋極化電子輸運問題已經(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)的背景知識和當前磁性隧道結(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，進一步在兩個FI層之間

3、插入一NI層，以期克服由于兩個FI層緊密靠在一起，界面處兩層FI間的磁矩可能存在很強的交換耦合作用導(dǎo)致TMR下降并影響雙自旋過濾隧道結(jié)的靈敏度的缺點。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。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值的理論參考資料，并有助于進一步研究電子隧穿效