• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권3호
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• pp.458-464
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• 2017

A magnetic tunnel junction (MTJ) based ternary content addressable memory (TCAM) is proposed which provides non-volatility. A unit cell of the TCAM has two MTJ's and 4.875 transistors, which allows the realization of TCAM in a small area. The equivalent resistance of parallel connected multiple unit cells is compared with the equivalent resistance of parallel connected multiple reference resistance, which provides the averaging effect of the variations of device characteristics. This averaging effect renders the proposed TCAM to be variation-tolerant. Using 65-nm CMOS model parameters, the operation of the proposed TCAM has been evaluated including the Monte-Carlo simulated variations of the device characteristics, the supply voltage variation, and the temperature variation. With the tunneling magnetoresistance ratio (TMR) of 1.5 and all the variations being included, the error probability of the search operation is found to be smaller than 0.033-%.

• Journal of Magnetics
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• 제6권1호
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• pp.1-4
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• 2001

We have used acetic acids ethanol and distilled water as a solvent to synthesize $La_{2/3}Sr_{1/3}Mn_{0.99}{^{57}}Fe_{0.01}O_3$(LSMFO) precursor. Crack-free LSMFO granular polycrystalline thin films have been deposited on thermally oxidized silicon substrates by spin coaling. The dependence of crystallization, surface morphology, magnetic and transport properties on annealing temperature was investigated. With increasing annealing temperature, the metal-semiconductor (insulator) transition temperature and the magnetic moment decrease while the resistivity increases. The lattice constants remain almost unchanged. For LSMFO thin films, spin-dependent interfacial tunneling and/or scattering magnetoresistance were observed. Our results indicate that the annealing temperature is very important in determining the intrinsic and extrinsic magnetotransport properties.

• Journal of Magnetics
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• 제20권3호
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• pp.201-206
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• 2015

Using the Vienna ab initio simulation package (VASP) incorporating both semiempirical and nonlocal van der Waals interaction, the structural, adsorption, and magnetic properties of Ni/BN/Co systems were investigated. We proposed that the relative spin direction of Ni and Co magnets can be easily tuned, because the total energy difference between ferromagnetic (FM) and antiferromagnetic (AFM) states is small. Despite this feature, very interestingly, both Ni and Co layers manifest half-metallic state, whereas the spacer BN layer becomes weak metal for one monolayer (ML) thickness and an insulating barrier for two ML thicknesses. The half-metallic behavior of the magnetic layers seems very robust, because it is independent of the magnetic coupling between Ni and Co. This finding indicates that the Ni/BN/Co system can be used as a potential candidate for tunneling magnetoresistance system.

• Journal of Magnetics
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• 제15권4호
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• pp.185-189
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• 2010

Spin polarized tunneling through a hybrid tunnel barrier of a Spin filter (SF) based on a EuO ferro-magnetic semiconductor and an organic semiconductor (OSC) (rubrene in this case) was investigated. For quasi-magnetic tunnel junction (MTJ) structures, such as Co/rubrene/EuO/Al, we observed a strong spin filtering effect of the EuO layer exhibiting I-V curves with high spin polarization (P) of up to 99% measured at 4 K. However, a magnetoresistance (MR) value of 9% was obtained at 4.2 K. The low MR compared to the high P could be attributed to spin scattering caused by structural defects at the interface between the EuO and rubrene, due to nonstoichiometry in the EuO.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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• pp.160-161
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• 2002

One problem in giant magnetoresistance(GMR) spin valves and magnetic tunneling junctions(MTJ) exchange biased by Mn-based antiferromagnets is the Mn diffusion into the ferromagnetic layer and other layers upon annealing.$^{1-3}$ It seems that Mn diffusion that may occur during annealing has a key role in the exchange biasing. We have fabricated multilayers inserting the nanolayer(NL) between antiferromagnet and ferromagent using ion-beam deposition system to study the diffusion effect for the exchange bias. (omitted)

• 한국진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.262-266
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• 2007

Mn 치환이 역스피넬 산화물 $Fe_3O_4$에 미치는 영향을 조사하기 위하여 졸겔 스핀코팅 방법을 이용하여 다결정 $Mn_xFe_{3-x}O_4$ 박막을 Si(100) 기판 위에 제작하고 그 구조적, 자기적, 자기저항특성들에 대한측정 및 분석을 수행하였다. X-선 회절 측정 결과, Mn 성분비가 증가함에 따라 x = 1.78까지 입방 구조를 유지하며, 그 격자상수는 증가함을 나타내었다. 이와 같은 격자상수 증가의 주된 원인으로 사면체 자리를 선호하는 $Mn^{2+}$ 이온이 이온반경이 상대적으로 작은 사면체 자리의 $Fe^{3+}$ 이온을 치환함에 의한 것으로 해석된다. 박막들에 대한 진동시료자화 측정 결과, Mn 성분비 증가에 따라 포화자화량은 큰 변화를 나타내지 않았는데, Mn과 Fe 이온들의 스핀 자기능률 값 비교를 통하여 그 정성적인 설명이 가능하다. 반면 Mn의 농도가 증가함에 따라 보자력은 감소하였는데, 이는 $Mn^{2+}$ 치환에 의한 $Fe^{2+}$ 이온 농도의 감소에 따르는 자기 이방성의 감소에 기인하는 것으로 해석된다. 자기저항 효과측정 결과, Mn 성분비 증가에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 자화 의존도 변화와 비교분석 결과 다결정 $Mn_xFe_{3-x}O_4$ 박막 시료들에서 나타나는 자기저항은 스핀분극된 carrier의 grain boundary tunneling 및 spin-flip 현상에 의한 것으로 해석된다.

• 한국자기학회지
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• 제21권4호
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• pp.121-126
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• 2011

자유층과 고정 기준층으로 이루어진 자기 터널 접합의 스핀 동역학을 강자성 공명 시늉내기로 연구 하였다. 먼저 교환 바이어스 인위적 준강자성 기준층을 포함한 자기 터널 접합에서 DC 자기장에 대한 각 층의 자화 방향을 확인하고 터널 자기저항을 계산하였다. 자기 터널 접합에서 스핀의 들뜸 모드들을 확인하기 위해 DC와 RF 자기장을 함께 인가하여 강자성 공명 주파수 스펙트라를 관찰 하였다. 각 층 별로 들뜸 모드들을 확인하여 자유층과 기준층의 자화 방향의 차이로 계산된 터널 자기저항의 들뜸 모드들을 분석 하였다. 전체적으로 스핀의 들뜸 모드는 자유층이나 기준층의 자화 방향에 관련해서 DC 자기장의 음, 양의 방향에 따라 상이하게 나타났다. 음의 방향 자기장에 대해서 자유층과 기준층의 강자성 공명 주파수 스펙트라는 수정된 Kittel 방정식으로 잘 설명되지만 양의 방향 자기장에 대해서는 예측하기 어려운 들뜸 모드들로 인해 분석적 해답을 찾기 어려웠다. 자기터널 접합의 강자성 층들은 서로 상호 작용을 하기 때문에 이에 대한 스핀 동역학 연구는 자유층 뿐만 아니라 기준층, 고정층과도 밀접하게 연관되어 있다.

• 한국자기학회지
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• 제17권4호
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• pp.162-165
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• 2007

본 연구에서는 CoFeB/MgO/CoFeB 구조를 가지는 자기터널접합에서 capping층 재료의 종류와 열처리 시간에 따른 비정질 top CoFeB 자성층의 결정화 상태 및 자기터널접합의 자기적 특성 변화에 대한 연구결과를 비교 분석 하였다. Hcp(Hexagonal close-packed)의 결정구조를 가지는 Ru(002)를 capping층 재료로 사용한 자기터널접합 박막의 경우에는 열처리 이후 Ru과 인접한 부분의 top CoFeB이 bcc-CoFe(110)로 성장하는 반면, TiAl과 ZrAl을 capping층 재료로 사용한 자기터널접합의 경우는 열처리 이후 top CoFeB이 MgO와 epitaxial하게 bcc-CoFe(002)로 결정성장 하였다. 이로 인해 Ru을 사용한 자기터널접합의 터널자기 저항비(46.7%)보다 약 1.5배 높은 터널자기저항비(TiAl: 71.8%, ZrAl: 72.7%)를 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제15권4호
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• pp.231-235
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• 2005

Al에 Zr과 Nb 또는 Zr과 Ti을 첨가한 삼원계 산화층을 절연층으로 사용한 자기터널접합(Magnetic Tunnel Junction, MTJ)에서, 각 원소의 비율에 따른 자기적 특성과 절연층의 미세구조 특성을 연구하였다. $(ZrNb)_{0.1}Al_{0.9}$ 및 $(ZrTi)_{0.1}Al_{0.9}$ 삼원계 산화 절연층을 가진 자기터널접합의 자기저항비는 Nb, 또는 Ti과 Zr의 첨가 비율이 1 : 1에 가까워질수록 낮아졌으며, Zr과 비교해 Nb 또는 Ti의 첨가량이 많아질수록 자기터널접합의 저항이 감소하였다. 이는 ZrNbAl, ZrTiAl 삼원계 합금 박막은 비정질인 ZrAl 이원계 합금박막과는 달리 다결정체로서 불균일한 산화 절연층을 형성하여 자기저항 및 전기적 특성을 감소시키는 역할을 하기 때문이다. 그러나 삼원계 산화 절연층의 경우 이원계 경우보다 낮은 터널 저항을 특성을 나타내었으며 이는 Nb 또는 Ti이 벤드갭 내에 국부적 에너지 준위를 만들어 에너지 장벽이 감소된 효과로 추측된다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제7권3호
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• pp.149-153
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• 2006

An attempting to produce a p-type diluted magnetic semiconductor (DMS) using $Ti_{1-x}Co_xO_{2-\delta}-based$ thin films was made by suitable control of the deposition parameters including deposition temperature, deposition pressure, and doping level using a pulsed laser deposition method. T$Ti_{0.97}Co_{0.03}O_{2-\delta}-based$ (TCO) films deposited at $500^{\circ}C$ at a pressure of $5\times10^{-6}$ Torr showed an anomalous Hall effect with p-type characteristics. On the other hand, films deposited at $700^{\circ}C$ at $5\times10^{-6}$ Torr showed n-type behaviors by a decreased solubility of cobalt. The charge carrier concentration in the p-type TCO films was approximately $7.9\times10^{22}/cm^3$ at 300 K and the anomalous Hall effect in the p-type TCO films was controlled by a side-jump scattering mechanism. The magnetoresistance (MR), measured at 5 K in p-type TCO films showed a positive behavior in an applied magnetic field and the MR ratio was approximately 3.5 %. The successful preparation of p-type DMS using the TCO films has the potential for use in magnetic tunneling junction devices.