$Al_2O_3$를 절연층으로 이용한 스핀 의존성 터널링 접합에서의 자기저항 특성

MR Characteristics of $Al_2O_3$ Based Magnetic tunneling Junction

  • 정창욱 (서울대학교 공과대학 재료공학부) ;
  • 조용진 (서울대학교 공과대학 재료공학부) ;
  • 정원철 (서울대학교 공과대학 재료공학부) ;
  • 조권구 (서울대학교 공과대학 재료공학부) ;
  • 주승기 (서울대학교 공과대학 재료공학부)
  • 발행 : 2000.06.01

초록

절연층으로 $Al_2$ $O_3$를 사용한 스핀의존성 터널링 접합에서 절연층의 두께가 자기저항특성에 미치는 효과에 대해 조사하였다. 스핀 의존성 터널링 접합은 3-gun 스퍼터링 시스템에서 4$^{\circ}$tilt-cut (111)Si 기판 위에 증착하였다. 절연층으로 사용된 $Al_2$ $O_3$는 Al을 1~3 nm로 증착한 후에 대기중에서 자연산화시켜 얻었고, 상부와 하부 강자성체 전극은 NiFe와 Co를 사용하였다. 자기저항비는 절연층의 두께가 2 nm인 터널링 접합에서 약 14 %로 최대값을 보였고 접합에 걸리는 터널링 전압이 증가함에 따라 최대 자기저항비는 급격히 감소하는 경향을 보였다.

MR characteristics of $Al_2$ $O_3$ based magnetic tunneling juction with various $Al_2$ $O_3$ thicknesses were investigated. Spin-dependent tunneling junctions, in which the tunneling barrier $Al_2$ $O_3$ is formed by depositing a 1-3 nm thick Al layer, followed by thermal oxidation at room temperature in an $O_2$atmosphere, were fabricated on 4$^{\circ}$tilt(111)Si substrate in 3-gun magnetron sputtering system. The top and bottom ferromagnetic electrodes were Ni$_{80}$Fe$_{20}$ and Co. A maximum Tunneling MR ratio of 14% was obtained in the junction of which insulating barrier thickness was 2 nm. By increasing the tunneling voltage across the junction, maximum MR ratio reduced and finally showed no MR characteristics.s.

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참고문헌

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