DOI QR코드

DOI QR Code

Tunneling Magnetoresistance of a Ramp-edge Type Junction With Si3N4 Barrier

Si3N4장벽층을 이용한 경사형 모서리 접합의 터널링 자기저항 특성

  • 김영일 (컴퓨터전자물리학과 상지대학교) ;
  • 황도근 (컴퓨터전자물리학과 상지대학교) ;
  • 이상석 (컴퓨터전자물리학과 상지대학교)
  • Published : 2002.12.01

Abstract

The tunneling magnetoresistance (TMR) of a ramp-edge type junction has been studied. The samples with a structure of NiO(60)/Co(10)/NiO(60)/Si$_3$N$_4$(2-6)/NiFe(10) (nm) were prepared by the sputtering and etched by the electron cyclotron (ECR) argon ion milling. Nonlinear I-V characteristics was obtained from a ramp-type tunneling junctions having the dominant difference between zero and +90 Oe perpendicular to the junction edge line. The voltage dependence of TMR was stable up to a bias volt of $\pm$10 V with a TMR ratio of about -10%, which may be very peculiar magnetic tunneling properties with asymmetric tunneling process between wedge Co pinned layer and NiFe free layer.

경사형 모서리접합을 이용한 터널링 자기저항(tunneling magnetoresistance; TMR) 특성을 연구하였다. 박막 증착과 식각은 스퍼터링과 사이크로트론 전자공명 (electron cyclotron resonance; ECR) 장치를 각각 사용하였다. Si$_3$N$_4$ 장벽층을 이용한 접합의 다층구조는 NiO(60)/Co(10)/NiO(60)/Si$_3$N$_4$(2-6)/NiFe(10) (nm)이었다. 상하부 반강자성체 NiO에 삽입된 wedged 형태의 고정층 Co와 장벽층 Si$_3$N$_4$위에 경사진 비대칭 구조에서 자유층 NiFe간의 접합에서 일어나는 특이한 스핀의존 터널링 현상이 관찰되었다. 외부자장이 0Oe일 때와 접합경계선에 수직방향으로 90Oe일 때 측정한 접합소자의 전류전압특성 곡선이 현저하게 구별되어 나타났다. TMR의 인가 전압의존성은 $\pm$10 V일 때도 약 -10%을 유지하는 매우 안정된 자기저항 특성을 보여주었다.

Keywords

References

  1. M. Guth, G. Schmerber, and A. Diania, Mater. Sci. Eng. C19, 129(2000)
  2. A. Barthelemy, A. Pert, J. P. Contour, M. Bowen, V. Cros, J. M De Teresa, H. Hamzic, J. C. Faini, J. M. George, J. Grollier, G Montaigne, F. Pailloux, E. Petroff, and C. Vouille, J. Mag. Mag. Mater. 242-245, 68 (2002)
  3. S. S. Lee, S. X. Wang, C. M. Park, J. R. Rhee, C. S. Yoon, P. J. Chang, C. and K. Kim, J. Mag. Mag. Mater. 239, 129(2002) https://doi.org/10.1016/S0304-8853(01)00590-X
  4. J. H. Lee, I. W. Chang, S. J. Byun, T. K. Hong, K. Rhie, W. Y. Lee, K. H. Shin, C. Hwang, S. S. Lee, and B. C. Lee, J. Mag. Mag. Mater. 240, 137(2002) https://doi.org/10.1016/S0304-8853(01)00761-2
  5. R. Popel, D. Hagedom, T. Weimann, F. -Im. Buchholz, and J. Niemeyer, Supercon. Sci. Technol. 13, 148(2000)
  6. J. Gao, W. A. M. Aamink, G. J. Gerritsma, and H. Rogalla, Physica C. 171, 126(1990) https://doi.org/10.1016/0921-4534(90)90464-P
  7. J. K. Heinshon, R. Dittmann, J. R. Contreseas, E. Goldobin, A. M. Klushin, M. Siegel, D. Hagedom, R. Popel, R. Dolata, F. T. Buchholz, and J. Niemeyer, J. Appl. Phys. 90, 4623(2001) https://doi.org/10.1063/1.1406969
  8. S. S. Lee, D. G. Hwang, J. K. Kim, and K. Rhie, J. Kor. Phys. Soc. 40, 484(2002)
  9. C. Heide, A. I. Khkunov, Y. F. Ogi-in, and P. E. Zilberman, J Appl. Phys. 87, 5221(2000) https://doi.org/10.1063/1.373301
  10. C. Heide, A. I. Khkunov, Y. F. Ogi-in, and P. E. Zilberman, J Appl. Phys. 87, 5221(2000) https://doi.org/10.1063/1.373301
  11. K. M. Chang, C. C. Cheng, and C. C. Lang, Solid-State Elec-tonics 46, 1399(2002) https://doi.org/10.1016/S0038-1101(02)00085-0