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双势垒磁性隧道结的磁电阻效应及其在自旋晶体管器件中的应用

曾中明  韩秀峰  王勇  张泽  
【摘要】:利用磁控溅射方法沉积双势垒磁性隧道结多层膜,其中Al-O势垒层由等离子体氧化1 nm厚的金属铝膜方式制备,然后采用深紫外光曝光和Ar离子刻蚀技术、微加工制备出长短轴分别为12和6微米大小的椭圆形双势垒磁性隧道结(DBMTJ),并在室温和低温下对其自旋电子输运特性进行了研究。双势垒磁性隧道结的隧穿磁电阻(TMR)比值在室温和4.2 K分别达到27%和42.2%,结电阻分别为13.6 kΩ·μm2和17.5 kΩ·μm2,并在实验中首次观察到TMR值随外加偏压增加而发生振荡的现象(即共振隧穿效应)。由此,我们设计了一种基于这种双势垒磁性隧道结共振隧穿效应的自旋晶体管。

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