Влияние примеси на электрофизические свойства магнитного туннельного перехода

В. А. Бурлаков, A. Е. Погорелов, A. В. Филатов

Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 12.02.2020; окончательный вариант - 19.03.2020. Скачать: PDF

В работе рассмотрено влияние примеси на вольт-амперные характеристики тонкоплёночной структуры магнитного туннельного перехода (MTJ) — Fe/MgO/Fe с целью улучшения электротранспортных свойств. Этого достигали за счёт создания в ней условий для возникновения вольт-амперной характеристики (ВАХ) с отрицательным дифференциальным сопротивлением (ОДС), наподобие ВАХ туннельного диода. Обосновано проявление такого свойства за счёт введения электропроводящей примеси (углерода) в интерфейсное пространство между одним из слоёв железа и диэлектриком, которая соответствующим образом изменяет положение уровня Ферми. Выявлено проявление дестабилизирующего влияния электродиффузионных процессов на свойства вольтамперной характеристики и предложены средства по её стабилизации. Рассмотрена возможность использования MTJ-систем с ОДС для создания ячеек памяти MRAM.

Ключевые слова: спинтроника, MTJ, энергия Ферми, вольт-амперная характеристика, отрицательное дифференциальное сопротивление, электродиффузия.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i07/0919.html

PACS: 71.20.-b, 71.55.-i, 72.20.Ht, 75.50.Bb, 85.75.Dd

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

T. Uemura, S. Honma, T. Marukame, and M. Yamamoto, Japanese J. Applied Physics, 43, No. 1A/B: L44 (2003). Crossref
A. Pogorelov, A. Filatov, and Ye. Pogoryelov, phys. status solidi (b), 251, Iss. 1: 172 (2014). Crossref
O. E. Pohorelov, O. V. Filatov, E. O. Pohoryelov, and K. M. Khranovs’ka, Sposib Stvorennya Komirky Mahnitnoyi Pam’yati [The Method of Creating a Magnetic Memory Cell], Ukrainian Patent No. 105875 (Published June 25, 2014).
Mayank Chakraverty and Harish M. Kittur, International J. Micro and Nano Systems, 2(1): 1 (2011).
Jun Jiang, X.-G. Zhang and X. F. Han, EPL, 114, No. 1: 17005 (2016). Crossref
T. A. Khachaturova, M. A. Beloholovskyy, and A. Y. Khachaturov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 30, No. 7: 899 (2008).
S. S. Parkin, Nature Materials, 3: 862 (2004). Crossref
H. A. Bakay, M. P. Bratushchak, and A. S. Kuzema, J. Nano- Electronic Physics, 1, No. 4: 110 (2009). Crossref
P. P. Kuz’menko, Elektroperenos, Termoperenos i Diffuziya v Metallakh [Electric Transport, Thermal Transfer and Diffusion in Metals] (Kyiv: Vyshcha Shkola: 1983).
K. N. Tukmakov and A. V. Arhipov, Vestnik Samarskogo Gosudarstvennogo Aerokosmicheskogo Universiteta im. Akademika S. P. Korolyova, No. 1: 185 (2010).