Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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AM: Magnetismus

AM 11: Magnetowiderstand II

AM 11.8: Vortrag

Mittwoch, 28. März 2001, 15:45–16:00, S 5.4

Die Temperaturabhängigkeit des Tunnelmagnetowiderstands — •Thomas Hagler¹, Ralf Kinder^1,2 und Günther Bayreuther¹ — ¹Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Universität Regensburg, 93040 Regensburg — ²Siemens AG, ZT MF 1, Paul-Gossen-Str. 100, 91052 Erlangen

Um die Mechanismen des Ladungstransports in magnetischen Tunnelkontakten (MTJ) besser zu verstehen, wurden temperaturabhängige Transportmessungen im Bereich von 15 K bis 400 K durchgeführt. Die MTJs mit einer 1,5 nm Al₂O₃-Tunnelbarriere, einem künstlichen Antiferromagneten als hartmagnetischer und einer Co/Fe-Doppelschicht als weichmagnetischer Elektrode zeigen mit steigendem T eine Zunahme der Leitfähigkeit und eine Abnahme des Tunnelmagnetowiderstands (TMR) Δ R / R. Zur Interpretation wird der direkte elastische Tunneleffekt, die Spinolarisation an den Grenzflächen und der spinunabhängige Transport über Störstellen berücksichtigt. Dabei dominiert der Einfluss der Grenzflächenmagnetisierung: Der TMR ist proportional zu 1 − BT^3/2. Für den Störstellentransport kann bei T=300 K ein Anteil von weniger als 10% an der Gesamtleitfähigkeit errechnet werden. Zudem zeigen magnetfeldabhängige Transportmessungen eine ferromagnetische ‘orange-peel‘-Kopplung zwischen den Elektroden, die bei 15 K einem Feld von etwa 4 Oe entspricht. Mit steigender Temperatur nimmt diese Kopplung exponentiell ab (0,6 Oe bei 300 K). Auch das Koerzitivfeld der weichmagnetischen Schicht sinkt mit steigender Temperatur exponentiell.