Effect of barrier materials on the properties of magnetic tunnel junctions

Magnetic tunnel junction에서는 spin의 tunneling이 가장 기본적인 현상이기 때문에 tunnel junction의 특성은 tunnel barrier의 성질에 크게 의존한다. Tunnel barrier로는 지금까지 $Al_2$O$_3$가 주로 사용되고 있다. 하지만 $Al_2$O$_3$의 경우는 barrier height가 2-3 eV로 높기 때문에 저 저항의 tunnel junction을 형성하기 위해서는 Al의 두께가 1nm 이하로 낮아져야 한다. 따라서 이를 극복하기 위해서 $Al_2$O$_3$ 보다 낮은 barrier height를 갖는 절연막을 tunnel barrier로 사용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다 (예를 들면 TaOx [1], ZrOx [2], GaOx [3], and HfOx [4]). (중략)