Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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AM: Magnetismus

AM 11: Magnetowiderstand II

AM 11.2: Vortrag

Mittwoch, 28. März 2001, 14:15–14:30, S 5.4

Tantaloxid als Barriere für magnetische Tunnelkontakte mit geringer Barrierenhöhe — •Peter Rottländer, Michel Hehn, Olivier Lenoble, François Montaigne und Alain Schuhl — Laboratoire de Physique des Matériaux, UMR CNRS 7556, B.P. 239, 54506 Vandœuvre lès Nancy Cedex, France

Die Barrieren magnetischer Tunnelkontakte Co/TaOx/Co wurden durch Plasmaoxidation gesputterter Tantalschichten hergestellt. Deren Eigenschaften wurden in Abhängigkeit von der Dicke, Oxidationsdauer und -leistung untersucht. Mit Hilfe der Brinkman - Formel ergaben sich Barrierenhöhen von etwa 0.3 – 0.4 eV und Dicken von 2.5 – 3.0 nm bei gesputterten Tantalschichten von 1.4 und 1.7 nm Dicke. Die Dicke ist durch die Volumenzunahme während der Oxidation plausibel erklärbar, die Barrierenhöhe wurde unabhängig durch Bestimmung der normierten Temperaturabhängigkeit der I(V) – Charakteristik, [I(V,T)−I(V,0)] / I(V,0), bestätigt. Der Magnetowiderstandseffekt liegt bei 2.5 % bei Raumtemperatur und steigt auf 4 % bei 80 K.

Besonders bei überoxidierten Proben zeigen sich spannungsinduzierte Veränderungen der Barriereneigenschaften. Während die Proben beim Entfernen der Spannung bei Raumtemperatur wieder zu den alten Eigenschaften zurückkehren, sind diese Zustände unterhalb von 200 K eingefroren und ermöglichen so eine genauere Untersuchung. Dabei zeigt sich, daß sich insbesondere die Asymmetrie der Barrieren verändert, während sich die Dicke und mittlere Höhe nur wenig ändern. Wir halten Migrationseffekte von schwach gebundenen Ionen in der Barriere für dieses Verhalten verantwortlich.