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Kenji Nawa (Mie University) Keisuke Masuda (National Institute for Materials Science (NIMS)) Shinto Ichikawa (TDK) Hiroaki Sukegawa (National Institute for Materials Science (NIMS)) Tsuyoshi Suzuki (TDK) Katsuyuki Nakada (TDK) Seiji Mitani (National Institute for Materials Science (NIMS)) Yoshio Miura (National Institute for Materials Science (NIMS))
저널정보
한국자기학회 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 2021년도 한국자기학회 동계학술대회
발행연도
2021.11
수록면
128 - 129 (2page)

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Tunnel magnetoresistance (TMR) in magnetic tunnel junctions (MTJs) is one of the central properties to develop high-performance spintronics devices. MgO(001) with bcc-Fe or CoFe electrodes has been mostly studied as a tunnel barrier of MTJs for the last decades because of its giant TMR ratio originating from the spin-filtering effect of Δ₁-symmetric evanescent states (s, p<SUB>z</SUB>, d<SUB>3z²-r²</SUB> orbitals), as predicted in 2001. However, the TMR ratio of MgO-MTJs reduces significantly by bias voltage applications, indicating a limitation of the output voltage of the MTJ. Recent experiments show that the use of a (001)-oriented spinel-type oxide, MgAl₂O₄, as a tunnel barrier improves the robustness of the TMR ratio under bias applications, but a theoretical TMR limit in Fe/MgAl₂O₄/Fe(001) MTJs is very small compared to the MgO-MTJs. This is because the in-plane lattice periodicity of Fe electrode is half of that of MgAl₂O₄ and a band-folding effect is induced in the two-dimensional Brillouin zone of the in-plane wave vector in the Fe electrode. This effect provides additional conductive states at the Δ line in MgAl₂O₄-MTJ, contributing to the reduction of the TMR ratio. In this talk, we propose a combined trilayer tunnel barrier ... 전체 초록 보기

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