双势垒磁性隧道结中自由层的动态磁结构及反转磁性质

【作者】 韩秀峰； 赵素芬； 李飞飞； 魏红祥； 曾中明； 张谢群； 詹文山；

【机构】 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室M02组；

【摘要】 利用磁控溅射和光刻方法在Si/SiO₂热氧化硅衬底上制备了双势垒磁性隧道结（DBMTJ）,其结构为Ta（5）/Ni₇₉Fe₂₁（40）/Ir₂₂Mn₇₈（10）/Co₇₅Fe₂₅（4）/Al（1）-oxide/Co₇₅Fe₂₅（8）/Al（1）-oxide/Co₇₅Fe₂₅（4）,Ir₂₂Mn₇₈（10）/Ni₇₉Fe₂₁（30）/Ta（5）,每层膜厚单位为纳米。结的尺寸分布在100×100～8×8 μm²之间。如:对一个尺寸为80×80 μm²的DBMTJ,观测到其在4.2 K和室温下的隧穿磁电阻（TMR）、结面积和结电阻的积矢RS、自由层的反转矫顽力Hc分别为30.0%和22.1%、32.0和27.5 kΩμm²、201和141 Oe。利用系统能量极小的微磁学计算方法,给出了当隧穿电流通过DBMTJ自由层时诱导而产生的有涡旋特征的磁畴结构。计算结果表明:这些有涡旋特征的磁畴结构的形成,是DBMTJ的TMR比值比理论预期值低的主要原因。更多还原