Dresden 2003 – scientific programme

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MA: Magnetismus

MA 25: Spinabh
ängige Transportph
änomene I

MA 25.11: Talk

Thursday, March 27, 2003, 17:45–18:00, HSZ/04

Herstellung und Charakterisierung magnetischer Tunnelelemente mit Doppelbarriere — •Marc Sacher, Andy Thomas, Jan Schmalhorst und Günter Reiss — Universität Bielefeld, Fakultät für Physik, Universitätsstr. 25, 33615 Bielefeld

Für neue magnetoelektronische Anwendungen sind nicht nur auf dem TMR-Effekt beruhende Tunnelelemente mit einer einzelnen Barriere interessant, sondern auch Doppelbarrierensysteme (z.B. CoFe/ Al₂O₃/ Fe/ Al₂O₃/ CoFe). Bei solchen Elementen ist die Präparation zweier annähernd gleicher Tunnelbarrieren grundlegend für einen hohen TMR-Effekt. Bisher wurden diese Isolatorschichten sukzessive durch Sputtern von Aluminium und anschließender Oxidation hergestellt, wobei die Präparation der zusätzlichen Barriere durch eine Zunahme der Rauigkeit erschwert wird.

Eine alternativer Ansatz zur Herstellung beider Tunnelbarrieren ist, die beiden Aluminiumschichten inklusive der Mittelelektrode in einem ersten Arbeitsschritt auf die untere ferromagnetische Elektrode aufzubringen und dann in einem zweiten Schritt gemeinsam zu oxidieren. Durch eine anschließende Auslagerung soll die Mittelelektrode dann reduziert werden, so dass zwei unabhängige Barrieren entstehen, die die Mittelelektrode einschließen.

In der experimentellen Realisierung konnte die Reduktion der oxidierten Mittelelektrode mittels AES und MOKE nachgewiesen werden. Ein TMR-Effekt, wie er für eine Doppelbarriere erwartet wird, wurden aber nicht erzielt. Mit der herkömmlichen sukzessiven Oxidation konnten hingegen Effekthöhen bis 35% erreicht werden.