초록
Fe(100)/MgO(100)/CuPc/Co 자성터널접합 소자의 온도에 따른 전압-전류 특성 변화를 관찰하였다. 화학적 열적 안정성이 비교적 우수한 Cu-Phthalocyanine(CuPc)의 유기박막을 에피성장된 2 nm MgO(100) 박막 위에 2~10 nm 두께로 적층하여 두 강자성 Fe(100)와 Co 전극 사이의 무기-유기 복합 절연격벽으로 이용하였다. 저온 77 K에서 측정된 거대자기저항현상은 CuPc의 두께가 증가함에 따라 급격히 감소하여 10 nm의 CuPc 두께의 경우 전하축적에 의한 쌍안정 스위칭 거동(bistable switching behavior)이 관찰되었다. 이 스위칭 거동은 약 240 K의 온도에 이르면서 점차 소멸되어 상온에서는 정류기와 유사한 비대칭적 전압-전류 특성을 보였다. 이 연구에서 우리는 MgO/CuPc 층상구조에대해 유기물 스핀소자의 절연격벽뿐만 아니라 Polymer Random Access Memory(PoRAM)를 위한 응용 가능성에 대해 논하였다.
V-I characteristics of Fe(100)/MgO(100)/Cu-phthalocyanine (CuPc)/Co hybrid magnetic tunnel junctions were investigated at different temperatures. Fe(100) and Co ferromagnetic layers were separated by an organic-inorganic hybrid barrier consisting of different thickness of CuPc thin film grown on a 2 nm thick epitaxial MgO(100) layer. As the CuPc thickness increases from 0 to 10 nm, a bistable switching behavior due to strong charging effects was observed, while a very large magenetoresistance was shown at 77 K for the junctions without the CuPc barrier. This switching behavior decreases with the increase in temperature, and finally disappears beyond 240 K. In this work, high-potential future applications of the MgO(100)/CuPc bilayer were discussed for hybrid spintronic devices as well as polymer random access memories (PoRAMs).
