Туннельное магнитосопротивление

Туннельное магнитосопротивление ( ТМР ) — магниторезистивный эффект , возникающий в магнитном туннельном переходе ( МТП ), который представляет собой компонент, состоящий из двух ферромагнетиков, разделенных тонким изолятором . Если изолирующий слой достаточно тонкий (обычно несколько нанометров ), электроны могут туннелировать из одного ферромагнетика в другой. Поскольку этот процесс запрещен в классической физике, туннельное магнитосопротивление является строго квантовомеханическим явлением и лежит в области изучения спинтроники .

Магнитные туннельные переходы изготавливаются по тонкопленочной технологии. В промышленном масштабе осаждение пленки осуществляется методом магнетронного распыления ; в лабораторном масштабе молекулярно-лучевая эпитаксия , импульсное лазерное осаждение и электронно-лучевое физическое осаждение из паровой фазы также используются . Места соединения подготовлены фотолитографией .

Феноменологическое описание

Направление двух намагниченностей ферромагнитных пленок можно переключать индивидуально с помощью внешнего магнитного поля . Если намагниченности имеют параллельную ориентацию, более вероятно, что электроны будут туннелировать через изолирующую пленку, чем если бы они были в оппозиционной (антипараллельной) ориентации. Следовательно, такой переход может переключаться между двумя состояниями электрического сопротивления : с низким и с очень высоким сопротивлением.

История

Эффект был первоначально обнаружен в 1975 году Мишелем Жюльером (Университет Ренна, Франция) в соединениях Fe / Ge - O / Co при 4,2 К. Относительное изменение сопротивления составило около 14% и не привлекло особого внимания. ^[1] В 1991 году Терунобу Миядзаки ( Университет Тохоку , Япония) обнаружил изменение на 2,7% при комнатной температуре. Позже, в 1994 году, Миядзаки обнаружил 18% соединений железа, разделенных из аморфного оксида алюминия. изолятором ^[2] и Джагадиш Мудера обнаружили 11,8% в соединениях с электродами из CoFe и Co. ^[3] Самый высокий эффект, наблюдавшийся в то время для изоляторов из оксида алюминия, составлял около 70% при комнатной температуре.

С 2000 года туннельные барьеры из кристаллического оксида магния разрабатываются (MgO). В 2001 году Батлер и Мэтон независимо друг от друга сделали теоретическое предсказание, что при использовании железа в качестве ферромагнетика и MgO в качестве изолятора туннельное магнитосопротивление может достигать нескольких тысяч процентов. ^[4]^[5] В том же году Боуэн и др. были первыми, кто сообщил об экспериментах, показавших значительный TMR в магнитном туннельном переходе на основе MgO [Fe/MgO/FeCo(001)]. ^[6] В 2004 году Паркин и Юаса смогли создать соединения Fe/MgO/Fe, которые достигают более 200% TMR при комнатной температуре. ^[7]^[8] В 2008 году С. Икеда и группа Х. Оно из Университета Тохоку в Японии наблюдали эффекты до 604% при комнатной температуре и более 1100% при 4,2 К в соединениях CoFeB/MgO/CoFeB. ^[9]

Приложения

Считывающие головки современных жестких дисков работают на основе магнитных туннельных переходов. TMR, или, точнее, магнитный туннельный переход, также является основой MRAM , нового типа энергонезависимой памяти . Технологии первого поколения полагались на создание перекрестных магнитных полей в каждом бите для записи данных на него, хотя этот подход имеет предел масштабирования около 90–130 нм. ^[10] В настоящее время разрабатываются две технологии второго поколения: термическое переключение (TAS). ^[10] и Крутящий момент передачи вращения .

Магнитные туннельные переходы также используются в сенсорных приложениях. Сегодня они широко используются в качестве датчиков положения и датчиков тока в различных автомобильных, промышленных и потребительских приложениях. Эти датчики с более высокими характеристиками заменяют датчики Холла во многих приложениях благодаря своим улучшенным характеристикам. ^[11]

Физическое объяснение

Относительное изменение сопротивления — или амплитуда эффекта — определяется как

\mathrm {TMR} :={\frac {R_{\mathrm {ap} }-R_{\mathrm {p} }}{R_{\mathrm {p} }}}

где $R_{\mathrm {ap} }$ - электрическое сопротивление в антипараллельном состоянии, тогда как $R_{\mathrm {p} }$ сопротивление в параллельном состоянии.

Эффект ТМР был объяснен Жюльером спиновой поляризацией ферромагнитных электродов. Спиновая поляризация P рассчитывается из спин- зависимой плотности состояний (DOS). ${\mathcal {D}}$ при энергии Ферми :

$P={\frac {{\mathcal {D}}_{\uparrow }(E_{\mathrm {F} })-{\mathcal {D}}_{\downarrow }(E_{\mathrm {F} })}{{\mathcal {D}}_{\uparrow }(E_{\mathrm {F} })+{\mathcal {D}}_{\downarrow }(E_{\mathrm {F} })}}$

Электроны со спином вверх — это электроны, ориентация спина которых параллельна внешнему магнитному полю, тогда как электроны со спином вниз имеют антипараллельную направленность с внешним полем. Относительное изменение сопротивления теперь определяется спиновой поляризацией двух ферромагнетиков P ₁ и P ₂ :

$\mathrm {TMR} ={\frac {2P_{1}P_{2}}{1-P_{1}P_{2}}}$

Если напряжение к переходу не приложено , электроны туннелируют в обоих направлениях с одинаковой скоростью. При напряжении смещения U электроны туннелируют преимущественно к положительному электроду. В предположении, что спин сохраняется при туннелировании, ток можно описать в двухтоковой модели. Полный ток разделяется на два частичных тока: один для электронов со спином вверх, а другой для электронов со спином вниз. Они различаются в зависимости от магнитного состояния контактов.

Есть две возможности получить определенное антипараллельное состояние. Во-первых, можно использовать ферромагнетики с разной коэрцитивной силой (используя разные материалы или разную толщину пленок). А во-вторых, один из ферромагнетиков может быть связан с антиферромагнетиком ( обменное смещение ). При этом намагниченность несвязанного электрода остается «свободной».

TMR становится бесконечным, если P ₁ и P ₂ равны 1, т.е. если оба электрода имеют 100% спиновую поляризацию. В этом случае магнитный туннельный переход становится переключателем, который магнитно переключается между низким сопротивлением и бесконечным сопротивлением. Материалы, которые учитываются при этом, называются ферромагнитными полуметаллами . Их электроны проводимости полностью поляризованы по спину. Это свойство теоретически предсказано для ряда материалов (например, CrO ₂ , различных сплавов Гейслера ), но его экспериментальное подтверждение было предметом тонких дискуссий. Тем не менее, если рассматривать только те электроны, которые вступают в транспорт, измерения Боуэна и др. до 99,6% ^[12] спиновая поляризация на границе раздела La _0,7 Sr _0,3 MnO ₃ и SrTiO ₃ прагматично представляет собой экспериментальное подтверждение этого свойства.

TMR уменьшается как с увеличением температуры, так и с увеличением напряжения смещения. И то, и другое в принципе можно понять с помощью магнонных возбуждений и взаимодействий с магнонами, а также туннелирования по отношению к локализованным состояниям, индуцированным кислородными вакансиями (см. раздел «Фильтрация симметрии» ниже). ^[13]

Фильтрация симметрии в туннельных барьерах

До введения эпитаксиального оксида магния (MgO) в качестве туннельного барьера MTJ использовался аморфный оксид алюминия, и типичное значение TMR при комнатной температуре составляло десятки процентов. Барьеры из MgO увеличили TMR до сотен процентов. Такое большое увеличение отражает синергетическое сочетание электродных и барьерных электронных структур, что, в свою очередь, отражает достижение структурно упорядоченных соединений. Действительно, MgO фильтрует туннельную передачу электронов с определенной симметрией, которые полностью поляризованы по спину в токе, протекающем через объемноцентрированные кубические электроды на основе Fe. Таким образом, в параллельном (P) состоянии намагниченности электрода MTJ электроны этой симметрии доминируют в токе перехода. Напротив, в антипараллельном (AP) состоянии MTJ этот канал блокируется, так что в токе перехода доминируют электроны со следующей наиболее благоприятной симметрией для передачи. Поскольку эти электроны туннелируют относительно большей высоты барьера, это приводит к значительному TMR.

Помимо этих больших значений TMR для MTJ на основе MgO, ^[9] это влияние электронной структуры барьера на туннельную спинтронику было косвенно подтверждено при разработке потенциального ландшафта перехода для электронов заданной симметрии. Впервые это было достигнуто путем исследования того, как электроны электрода из манганита лантана-стронция полуметаллического как с полным спином (P = +1 ^[12]) и туннель поляризации симметрии через электрически смещенный туннельный барьер SrTiO ₃ . ^[14] Позже был также продемонстрирован концептуально более простой эксперимент по вставке соответствующей металлической прокладки на границу раздела во время роста образца. ^[15]^[16] .

Хотя теория, впервые сформулированная в 2001 г., ^[4]^[5] предсказывает большие значения TMR, связанные с высотой барьера 4 эВ в состоянии P MTJ и 12 эВ в состоянии AP MTJ, эксперименты показывают, что высота барьера составляет всего 0,4 эВ. ^[7] Это противоречие снимается, если принять во внимание локализованные состояния кислородных вакансий в туннельном барьере MgO. Обширные эксперименты по туннельной спектроскопии твердого тела на MgO MTJ, обнаруженные в 2014 году. ^[13] что удержание электронов на основном и возбужденном состояниях кислородной вакансии, зависящее от температуры, определяет высоту туннельного барьера для электронов заданной симметрии и, таким образом, определяет эффективное соотношение TMR и его температурную зависимость. Эта низкая высота барьера, в свою очередь, обеспечивает высокие плотности тока, необходимые для крутящего момента, передающего спин, который обсуждается ниже.

Спин-переносный момент в магнитных туннельных переходах (МТП)

Эффект крутящего момента переноса спина изучался и широко применялся в MTJ, где существует туннельный барьер, зажатый между набором двух ферромагнитных электродов, так что существует (свободное) намагничивание правого электрода, при этом предполагается, что левый электрод ( с фиксированной намагниченностью) действует как спин-поляризатор. Затем его можно подключить к какому-либо выбирающему транзистору в магниторезистивном устройстве оперативной памяти или подключить к предварительному усилителю в жестком диске .

Вектор крутящего момента передачи спина, управляемый напряжением линейного отклика, можно вычислить на основе ожидаемого значения оператора крутящего момента:

$\mathbf {T} =\mathrm {Tr} [{\hat {\mathbf {T} }}{\hat {\rho }}_{\mathrm {neq} }]$

где ${\hat {\rho }}_{\mathrm {neq} }$ – калибровочно-инвариантная неравновесная матрица плотности для стационарного переноса в пределе нулевой температуры в режиме линейного отклика, ^[17] и оператор момента ${\hat {\mathbf {T} }}$ получается из производной по времени оператора спина:

${\hat {\mathbf {T} }}={\frac {d{\hat {\mathbf {S} }}}{dt}}=-{\frac {i}{\hbar }}\left[{\frac {\hbar }{2}}{\boldsymbol {\sigma }},{\hat {H}}\right]$

Используя общую форму одномерного гамильтониана сильной связи:

${\hat {H}}={\hat {H}}_{0}-\Delta ({\boldsymbol {\sigma }}\cdot \mathbf {m} )/2$

где полная намагниченность (как макроспин) расположена вдоль единичного вектора $\mathbf {m}$ и свойства матриц Паули, включающие произвольные классические векторы $\mathbf {p} ,\mathbf {q}$ , заданный

$({\boldsymbol {\sigma }}\cdot \mathbf {p} )({\boldsymbol {\sigma }}\cdot \mathbf {q} )=\mathbf {p} \cdot \mathbf {q} +i(\mathbf {p} \times \mathbf {q} )\cdot {\boldsymbol {\sigma }}$

$({\boldsymbol {\sigma }}\cdot \mathbf {p} ){\boldsymbol {\sigma }}=\mathbf {p} +i{\boldsymbol {\sigma }}\times \mathbf {p}$

${\boldsymbol {\sigma }}({\boldsymbol {\sigma }}\cdot \mathbf {q} )=\mathbf {q} +i\mathbf {q} \times {\boldsymbol {\sigma }}$

тогда можно сначала получить аналитическое выражение для ${\hat {\mathbf {T} }}$ (что можно выразить в компактной форме с помощью $\Delta ,\mathbf {m}$ , и вектор спиновых матриц Паули ${\boldsymbol {\sigma }}=(\sigma _{x},\sigma _{y},\sigma _{z})$ ).

Вектор крутящего момента передачи вращения в общих MTJ имеет две компоненты: параллельную и перпендикулярную составляющую:

Параллельный компонент: $T_{\parallel }={\sqrt {T_{x}^{2}+T_{z}^{2}}}$

И перпендикулярная компонента: $T_{\perp }=T_{y}$

В симметричных MTJ (изготовленных из электродов с одинаковой геометрией и обменным расщеплением) вектор спин-переносного момента имеет только одну активную составляющую, поскольку перпендикулярная составляющая исчезает:

$T_{\perp }\equiv 0$ . ^[18]

Поэтому только $T_{\parallel }$ против. $\theta$ необходимо нанести на участок правого электрода, чтобы охарактеризовать туннелирование в симметричных MTJ, что делает их привлекательными для производства и определения характеристик в промышленном масштабе.

Примечание: В этих расчетах активная область (для которой необходимо рассчитать запаздывающую функцию Грина ) должна состоять из туннельного барьера + правого ферромагнитного слоя конечной толщины (как в реальных устройствах). Активная область прикреплена к левому ферромагнитному электроду (смоделированному как полубесконечная цепочка с сильной связью с ненулевым зеемановским расщеплением ) и правому N-электроду (полубесконечная цепь с сильной связью без зеемановского расщепления), как закодировано соответствующие собственные энергетические условия.

Расхождение между теорией и экспериментом

Теоретический коэффициент туннельного магнитосопротивления 10000% ^[19] были предсказаны. Однако самые большие из наблюдаемых составляют всего 604%. ^[20] Одно из предположений состоит в том, что границы зерен могут влиять на изолирующие свойства барьера MgO; однако структуру пленок в заглубленных стопках определить сложно. ^[21] Границы зерен могут действовать как пути проводимости короткого замыкания в материале, снижая сопротивление устройства. Недавно с использованием новых методов сканирующей просвечивающей электронной микроскопии границы зерен в MTJ FeCoB/MgO/FeCoB были атомарно разрешены. Это позволило по теории функционала плотности выполнить расчеты на основе первых принципов для структурных единиц, присутствующих в реальных пленках. Такие расчеты показали, что ширина запрещенной зоны может быть уменьшена на целых 45%. ^[22]

Помимо границ зерен, на туннельное магнитосопротивление могут существенно влиять точечные дефекты, такие как междоузлия бора и кислородные вакансии. Недавние теоретические расчеты показали, что межузельные соединения бора вводят дефектные состояния в запрещенную зону, что потенциально снижает TMR еще больше. ^[23] Эти теоретические расчеты также были подкреплены экспериментальными данными, показывающими природу бора в слое MgO между двумя разными системами и различия в TMR. ^[24]

См. также

Ссылки

^ М. Жюльер (1975). «Туннелирование между ферромагнитными пленками». Физ. Летт . 54А (3): 225–6. Бибкод : 1975PhLA...54..225J . дои : 10.1016/0375-9601(75)90174-7 .
^ Т. Миядзаки и Н. Тэдзука (1995). «Эффект гигантского магнитного туннелирования в переходе Fe/Al ₂ O ₃ /Fe». Дж. Магн. Магн. Мэтр . 139 (3): L231–4. Бибкод : 1995JMMM..139L.231M . дои : 10.1016/0304-8853(95)90001-2 .
^ Дж. С. Мудера; и др. (1995). «Большое магнитосопротивление при комнатной температуре в туннельных переходах из тонких ферромагнитных пленок». Физ. Преподобный Летт . 74 (16): 3273–6. Бибкод : 1995PhRvL..74.3273M . дои : 10.1103/PhysRevLett.74.3273 . ПМИД 10058155 .
^ Перейти обратно: ^а ^б У.Х. Батлер; Х.-Г. Чжан; ТК Шультесс и Дж. М. Макларен (2001). «Спин-зависимая туннельная проводимость сэндвичей Fe/MgO/Fe» . Физ. Преподобный Б. 63 (5): 054416. Бибкод : 2001PhRvB..63e4416B . дои : 10.1103/PhysRevB.63.054416 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Дж. Матон и А. Умерски (2001). «Теория туннельного магнитосопротивления эпитаксиального перехода Fe/MgO/Fe (001)». Физ. Преподобный Б. 63 (22): 220403. Бибкод : 2001PhRvB..63v0403M . дои : 10.1103/PhysRevB.63.220403 .
^ М. Боуэн; и др. (2001). «Большое магнитосопротивление в эпитаксиальных туннельных переходах Fe/MgO/FeCo(001) на GaAs(001)» (PDF) . Прил. Физ. Летт . 79 (11): 1655. Бибкод : 2001ApPhL..79.1655B . дои : 10.1063/1.1404125 . hdl : 2445/33761 .
^ Перейти обратно: ^а ^б С Юаса; Т. Нагахама; Фукусима; Ю Сузуки и К. Андо (2004). «Гигантское магнитосопротивление при комнатной температуре в монокристаллических магнитных туннельных переходах Fe / MgO / Fe». Нат. Мэтр . 3 (12): 868–871. Бибкод : 2004NatMa...3..868Y . дои : 10.1038/nmat1257 . ПМИД 15516927 . S2CID 44430045 .
^ ССП Паркин; и др. (2004). «Гигантское туннельное магнитосопротивление при комнатной температуре с туннельными барьерами MgO (100)». Нат. Мэтр . 3 (12): 862–7. Бибкод : 2004NatMa...3..862P . дои : 10.1038/nmat1256 . ПМИД 15516928 . S2CID 33709206 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Икеда, С.; Хаякава, Дж.; Асидзава, Ю.; Ли, Ю.М.; Миура, К.; Хасэгава, Х.; Цунода, М.; Мацукура, Ф.; Оно, Х. (25 августа 2008 г.). «Туннельное магнитосопротивление 604% при 300 К за счет подавления диффузии Та в псевдоспиновых клапанах CoFeB/MgO/CoFeB, отожженных при высокой температуре». Письма по прикладной физике . 93 (8): 082508. Бибкод : 2008ApPhL..93h2508I . дои : 10.1063/1.2976435 . S2CID 122271110 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Барри Хоберман. Появление практической MRAM. Архивировано 27 апреля 2011 г. в Wayback Machine . Крокус Технологии
^ «От эффекта Холла до TMR» (PDF) . Крокус Технологии . Проверено 22 марта 2022 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Боуэн, М; Бартелеми, А; Бибес, М; Жаке, Э; Контур, Япония; Ферт, А; Вортманн, Д; Блюгель, С (19 октября 2005 г.). «Полуметалличность доказана с помощью полностью спин-поляризованного туннелирования». Физический журнал: конденсированное вещество . 17 (41): Л407–9. Бибкод : 2005JPCM...17L.407B . дои : 10.1088/0953-8984/17/41/L02 . ISSN 0953-8984 . S2CID 117180760 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Шлейхер, Ф.; Халисдемир, У.; Лакур, Д.; Галларт, М.; Букари, С.; Шмербер, Г.; Давен, В.; Паниссод, П.; Хэлли, Д.; Маджад, Х.; Генри, Ю.; Леконт, Б.; Булар, А.; Спор, Д.; Бейер, Н.; Кибер, К.; Стерницкий, Э.; Крегут, О.; Зиглер, М.; Монтень, Ф.; Борепер, Э.; Гиллиот, П.; Хен, М.; Боуэн, М. (4 августа 2014 г.). «Локализованные состояния в современных диэлектриках с точки зрения спин- и симметрично-поляризованного туннелирования через MgO» . Природные коммуникации . 5 : 4547. Бибкод : 2014NatCo...5.4547S . дои : 10.1038/ncomms5547 . ISSN 2041-1723 . ПМИД 25088937 .
^ Боуэн, М.; Бартелеми, А.; Беллини, В.; Бибес, М.; Сеньор, П.; Жаке, Э.; Контур, Ж.-П.; Дедерихс, П. (апрель 2006 г.). «Наблюдение туннелирования дырок Фаулера – Нордхейма через туннельный переход электронов благодаря фильтрации полной симметрии» . Физический обзор B . 73 (14): 140408. Бибкод : 2006PhRvB..73n0408B . дои : 10.1103/PhysRevB.73.140408 . ISSN 1098-0121 .
^ Грелле, Ф.; Тиусан, К.; Монтень, Ф.; Хен, М.; Хэлли, Д.; Бенгоне, О.; Боуэн, М.; Вебер, В. (ноябрь 2007 г.). «Свидетельство существования металлического барьера, зависящего от симметрии, в полностью эпитаксиальных магнитных туннельных переходах на основе MgO». Письма о физических отзывах . 99 (18): 187202. Бибкод : 2007PhRvL..99r7202G . doi : 10.1103/PhysRevLett.99.187202 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 17995434 . S2CID 30668262 .
^ Мацумото, Рие; Якусиджи, Кей; Нагахама, Таро; Судзуки, Ёсишиге; Андо, Юаса, Синдзи (2009); Магнитные туннельные переходы Cr/MgO/Fe с ультратонким разделительным слоем Cr(001). Physical Review B. 79 ( 17): 174436. Бибкод : 2009PhRvB..79q4436M . doi : 10.1103/PhysRevB.79.174436 .
^ Махфузи, Ф.; Нагаоса, Н.; Николич, БК (2012). «Спин-орбитальная связь, индуцированная спин-переносным моментом и поляризация тока в вертикальных гетероструктурах топологический изолятор / ферромагнетик». Физ. Преподобный Летт . 109 (16): 166602 См. уравнение. 13. arXiv : 1202.6602 . Бибкод : 2012PhRvL.109p6602M . doi : 10.1103/PhysRevLett.109.166602 . ПМИД 23215105 . S2CID 40870461 .
^ [С.-К. О и др. , Зависимость перпендикулярного момента переноса спина от напряжения смещения в симметричных магнитных туннельных переходах на основе MgO , Nature Phys. 5 , 898 (2009). (PDF)
^ де Соуза, DJP; Асенсио, Колорадо; Хейни, премьер-министр; Ван, Япония; Лоу, Тони (01 июля 2021 г.). «Гигантское туннельное магнитосопротивление в магнитных полуметаллических туннельных переходах Вейля» . Физический обзор B . 104 (4): 041401. arXiv : 2103.05501 . Бибкод : 2021PhRvB.104d1401D . дои : 10.1103/physrevb.104.l041401 . ISSN 2469-9950 . ПМЦ 9982938 . PMID 36875244 . S2CID 232168454 .
^ Икеда, С.; Хаякава, Дж.; Асидзава, Ю.; Ли, Ю.М.; Миура, К.; Хасэгава, Х.; и др. (2008). «Туннельное магнитосопротивление 604% при 300 К за счет подавления диффузии Та в псевдоспиновых клапанах CoFeBMgOCoFeB, отожженных при высокой температуре». Письма по прикладной физике . 93 (8): 39–42. Бибкод : 2008ApPhL..93h2508I . дои : 10.1063/1.2976435 . S2CID 122271110 .
^ Бенедетти, С.; Торелли, П.; Валерий, С.; Бениа, ХМ; Нилиус, Н.; Рено, Г. (2008). «Структура и морфология тонких пленок MgO на Mo (001)». Физический обзор B . 78 (19): 1–8. Бибкод : 2008PhRvB..78s5411B . дои : 10.1103/PhysRevB.78.195411 . hdl : 11858/00-001M-0000-0010-FF18-5 .
^ Бин, Джей-Джей; Сайто, М.; Фуками, С.; Сато, Х.; Икеда, С. (2017). «Атомная структура и электронные свойства границ зерен MgO в туннельных магниторезистивных устройствах» . Научные отчеты . 7 : 1–9. Бибкод : 2017НацСР...745594Б . дои : 10.1038/srep45594 . ПМК 5379487 . ПМИД 28374755 .
^ Бин, Джей-Джей; Маккенна, КП (2018). «Стабильность точечных дефектов вблизи границ зерен MgO в магнитных туннельных переходах FeCoB/MgO/FeCoB» (PDF) . Материалы физического обзора . 2 (12): 125002. Бибкод : 2018PhRvM...2l5002B . doi : 10.1103/PhysRevMaterials.2.125002 . S2CID 197631853 .
^ Сюй, XD; Мукаяма, К.; Касаи, С.; Окубо, Т.; Хоно, К. (2018). «Влияние диффузии бора по границам зерен MgO на магнитотранспортные свойства магнитных туннельных переходов MgO/CoFeB/W». Акта Материалия . 161 : 360–6. Бибкод : 2018AcMat.161..360X . дои : 10.1016/j.actamat.2018.09.028 . S2CID 140024466 .

[1] М. Жюльер (1975). «Туннелирование между ферромагнитными пленками». Физ. Летт . 54А (3): 225–6. Бибкод : 1975PhLA...54..225J . дои : 10.1016/0375-9601(75)90174-7 .

[2] Т. Миядзаки и Н. Тэдзука (1995). «Эффект гигантского магнитного туннелирования в переходе Fe/Al ₂ O ₃ /Fe». Дж. Магн. Магн. Мэтр . 139 (3): L231–4. Бибкод : 1995JMMM..139L.231M . дои : 10.1016/0304-8853(95)90001-2 .

[3] Дж. С. Мудера; и др. (1995). «Большое магнитосопротивление при комнатной температуре в туннельных переходах из тонких ферромагнитных пленок». Физ. Преподобный Летт . 74 (16): 3273–6. Бибкод : 1995PhRvL..74.3273M . дои : 10.1103/PhysRevLett.74.3273 . ПМИД 10058155 .

[ButlerPRB2001-4] Перейти обратно: ^а ^б У.Х. Батлер; Х.-Г. Чжан; ТК Шультесс и Дж. М. Макларен (2001). «Спин-зависимая туннельная проводимость сэндвичей Fe/MgO/Fe» . Физ. Преподобный Б. 63 (5): 054416. Бибкод : 2001PhRvB..63e4416B . дои : 10.1103/PhysRevB.63.054416 .

[MathonPRB2001-5] Перейти обратно: ^а ^б Дж. Матон и А. Умерски (2001). «Теория туннельного магнитосопротивления эпитаксиального перехода Fe/MgO/Fe (001)». Физ. Преподобный Б. 63 (22): 220403. Бибкод : 2001PhRvB..63v0403M . дои : 10.1103/PhysRevB.63.220403 .

[6] М. Боуэн; и др. (2001). «Большое магнитосопротивление в эпитаксиальных туннельных переходах Fe/MgO/FeCo(001) на GaAs(001)» (PDF) . Прил. Физ. Летт . 79 (11): 1655. Бибкод : 2001ApPhL..79.1655B . дои : 10.1063/1.1404125 . hdl : 2445/33761 .

[YuasaNM2004-7] Перейти обратно: ^а ^б С Юаса; Т. Нагахама; Фукусима; Ю Сузуки и К. Андо (2004). «Гигантское магнитосопротивление при комнатной температуре в монокристаллических магнитных туннельных переходах Fe / MgO / Fe». Нат. Мэтр . 3 (12): 868–871. Бибкод : 2004NatMa...3..868Y . дои : 10.1038/nmat1257 . ПМИД 15516927 . S2CID 44430045 .

[ParkinNM2004-8] ССП Паркин; и др. (2004). «Гигантское туннельное магнитосопротивление при комнатной температуре с туннельными барьерами MgO (100)». Нат. Мэтр . 3 (12): 862–7. Бибкод : 2004NatMa...3..862P . дои : 10.1038/nmat1256 . ПМИД 15516928 . S2CID 33709206 .

[IkedaAPL2008-9] Перейти обратно: ^а ^б Икеда, С.; Хаякава, Дж.; Асидзава, Ю.; Ли, Ю.М.; Миура, К.; Хасэгава, Х.; Цунода, М.; Мацукура, Ф.; Оно, Х. (25 августа 2008 г.). «Туннельное магнитосопротивление 604% при 300 К за счет подавления диффузии Та в псевдоспиновых клапанах CoFeB/MgO/CoFeB, отожженных при высокой температуре». Письма по прикладной физике . 93 (8): 082508. Бибкод : 2008ApPhL..93h2508I . дои : 10.1063/1.2976435 . S2CID 122271110 .

[white_paper-10] Перейти обратно: ^а ^б Барри Хоберман. Появление практической MRAM. Архивировано 27 апреля 2011 г. в Wayback Machine . Крокус Технологии

[11] «От эффекта Холла до TMR» (PDF) . Крокус Технологии . Проверено 22 марта 2022 г.

[BowenJPCM2005-12] Перейти обратно: ^а ^б Боуэн, М; Бартелеми, А; Бибес, М; Жаке, Э; Контур, Япония; Ферт, А; Вортманн, Д; Блюгель, С (19 октября 2005 г.). «Полуметалличность доказана с помощью полностью спин-поляризованного туннелирования». Физический журнал: конденсированное вещество . 17 (41): Л407–9. Бибкод : 2005JPCM...17L.407B . дои : 10.1088/0953-8984/17/41/L02 . ISSN 0953-8984 . S2CID 117180760 .

[SchleicherNC2014-13] Перейти обратно: ^а ^б Шлейхер, Ф.; Халисдемир, У.; Лакур, Д.; Галларт, М.; Букари, С.; Шмербер, Г.; Давен, В.; Паниссод, П.; Хэлли, Д.; Маджад, Х.; Генри, Ю.; Леконт, Б.; Булар, А.; Спор, Д.; Бейер, Н.; Кибер, К.; Стерницкий, Э.; Крегут, О.; Зиглер, М.; Монтень, Ф.; Борепер, Э.; Гиллиот, П.; Хен, М.; Боуэн, М. (4 августа 2014 г.). «Локализованные состояния в современных диэлектриках с точки зрения спин- и симметрично-поляризованного туннелирования через MgO» . Природные коммуникации . 5 : 4547. Бибкод : 2014NatCo...5.4547S . дои : 10.1038/ncomms5547 . ISSN 2041-1723 . ПМИД 25088937 .

[BowenPRB2006-14] Боуэн, М.; Бартелеми, А.; Беллини, В.; Бибес, М.; Сеньор, П.; Жаке, Э.; Контур, Ж.-П.; Дедерихс, П. (апрель 2006 г.). «Наблюдение туннелирования дырок Фаулера – Нордхейма через туннельный переход электронов благодаря фильтрации полной симметрии» . Физический обзор B . 73 (14): 140408. Бибкод : 2006PhRvB..73n0408B . дои : 10.1103/PhysRevB.73.140408 . ISSN 1098-0121 .

[GreulletPRL2007-15] Грелле, Ф.; Тиусан, К.; Монтень, Ф.; Хен, М.; Хэлли, Д.; Бенгоне, О.; Боуэн, М.; Вебер, В. (ноябрь 2007 г.). «Свидетельство существования металлического барьера, зависящего от симметрии, в полностью эпитаксиальных магнитных туннельных переходах на основе MgO». Письма о физических отзывах . 99 (18): 187202. Бибкод : 2007PhRvL..99r7202G . doi : 10.1103/PhysRevLett.99.187202 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 17995434 . S2CID 30668262 .

[YuasaPRL2009-16] Мацумото, Рие; Якусиджи, Кей; Нагахама, Таро; Судзуки, Ёсишиге; Андо, Юаса, Синдзи (2009); Магнитные туннельные переходы Cr/MgO/Fe с ультратонким разделительным слоем Cr(001). Physical Review B. 79 ( 17): 174436. Бибкод : 2009PhRvB..79q4436M . doi : 10.1103/PhysRevB.79.174436 .

[17] Махфузи, Ф.; Нагаоса, Н.; Николич, БК (2012). «Спин-орбитальная связь, индуцированная спин-переносным моментом и поляризация тока в вертикальных гетероструктурах топологический изолятор / ферромагнетик». Физ. Преподобный Летт . 109 (16): 166602 См. уравнение. 13. arXiv : 1202.6602 . Бибкод : 2012PhRvL.109p6602M . doi : 10.1103/PhysRevLett.109.166602 . ПМИД 23215105 . S2CID 40870461 .

[18] [С.-К. О и др. , Зависимость перпендикулярного момента переноса спина от напряжения смещения в симметричных магнитных туннельных переходах на основе MgO , Nature Phys. 5 , 898 (2009). (PDF)

[19] де Соуза, DJP; Асенсио, Колорадо; Хейни, премьер-министр; Ван, Япония; Лоу, Тони (01 июля 2021 г.). «Гигантское туннельное магнитосопротивление в магнитных полуметаллических туннельных переходах Вейля» . Физический обзор B . 104 (4): 041401. arXiv : 2103.05501 . Бибкод : 2021PhRvB.104d1401D . дои : 10.1103/physrevb.104.l041401 . ISSN 2469-9950 . ПМЦ 9982938 . PMID 36875244 . S2CID 232168454 .

[20] Икеда, С.; Хаякава, Дж.; Асидзава, Ю.; Ли, Ю.М.; Миура, К.; Хасэгава, Х.; и др. (2008). «Туннельное магнитосопротивление 604% при 300 К за счет подавления диффузии Та в псевдоспиновых клапанах CoFeBMgOCoFeB, отожженных при высокой температуре». Письма по прикладной физике . 93 (8): 39–42. Бибкод : 2008ApPhL..93h2508I . дои : 10.1063/1.2976435 . S2CID 122271110 .

[21] Бенедетти, С.; Торелли, П.; Валерий, С.; Бениа, ХМ; Нилиус, Н.; Рено, Г. (2008). «Структура и морфология тонких пленок MgO на Mo (001)». Физический обзор B . 78 (19): 1–8. Бибкод : 2008PhRvB..78s5411B . дои : 10.1103/PhysRevB.78.195411 . hdl : 11858/00-001M-0000-0010-FF18-5 .

[22] Бин, Джей-Джей; Сайто, М.; Фуками, С.; Сато, Х.; Икеда, С. (2017). «Атомная структура и электронные свойства границ зерен MgO в туннельных магниторезистивных устройствах» . Научные отчеты . 7 : 1–9. Бибкод : 2017НацСР...745594Б . дои : 10.1038/srep45594 . ПМК 5379487 . ПМИД 28374755 .

[23] Бин, Джей-Джей; Маккенна, КП (2018). «Стабильность точечных дефектов вблизи границ зерен MgO в магнитных туннельных переходах FeCoB/MgO/FeCoB» (PDF) . Материалы физического обзора . 2 (12): 125002. Бибкод : 2018PhRvM...2l5002B . doi : 10.1103/PhysRevMaterials.2.125002 . S2CID 197631853 .

[24] Сюй, XD; Мукаяма, К.; Касаи, С.; Окубо, Т.; Хоно, К. (2018). «Влияние диффузии бора по границам зерен MgO на магнитотранспортные свойства магнитных туннельных переходов MgO/CoFeB/W». Акта Материалия . 161 : 360–6. Бибкод : 2018AcMat.161..360X . дои : 10.1016/j.actamat.2018.09.028 . S2CID 140024466 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]