Comparison of the magneto-Peltier and magneto-Seebeck effects in magnetic tunnel junctions
理解磁性隧道结（MTJ）中的热生成和传输过程是朝着改善其在当前存储器件中的应用迈出的重要一步。最近的工作已经在实验上证明了MTJ中的磁塞贝克效应，其中结的塞贝克系数随着磁配置从平行（P）到反平行（AP）配置的变化而变化。在这里，我们报告的研究，其尚未探索的互惠效应，磁珀耳帖效应，其中通过改变MTJ的磁配置，改变由隧穿电子携带的热流。磁珀耳帖信号，反映了在P和AP配置之间的结的温度差的变化与施加的电流在小的偏置线性缩放，但在大的偏置制度大大增强，由于高阶焦耳加热机制。通过仔细提取反映磁珀耳帖效应的线性响应，并将其与在同一设备上进行的磁塞贝克测量进行比较，我们观察到与Onsager互易性一致的结果。我们估计磁珀耳帖系数为13.4 mV的线性制度，使用三维热电模型。我们的研究结果开辟了可编程热电器件的基础上的珀耳帖效应在MTJ的可能性。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-resolved measurement of the tunnel magneto-Seebeck effect in a single magnetic tunnel junction
最近，一些研究小组报道了磁隧道结中自旋相关的热电效应。在本文中，我们提出了一个时间分辨测量的热电压和热流的一个单一的微米到纳米尺度的隧道结的设置。电调制二极管激光器用于在隧道结层堆叠上产生温度梯度。这种激光调制技术能够记录时间依赖性的热电压信号，其时间分辨率仅受热电压的时间分辨率的限制。到目前为止，时间依赖的热电压无法解释。现在，通过本文中的设置，可以在μs时间范围内区分不同的塞贝克电压对整个测量电压信号的贡献。开发了一个模型电路，解释了不同样品类型的电压贡献。此外，它将被示出，从磁隧道结产生的电压信号只能被观察到当激光点直接集中在顶部的磁隧道结，这允许横向分离的效果。
2013-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced enhancement of the Seebeck effect in magnetic tunneling junctions via interface resonant tunneling: Ab-initio study
采用线性响应理论结合基于第一性原理的Landauer-Büttiker方法研究了Fe/MgO/Fe（001）磁性隧道结的热电特性。我们发现Fe/MgO/Fe（001）MTJ的Seebeck系数强烈地依赖于势垒厚度和四角畸变。在MTJ中的面内晶格参数的压缩四元畸变提供刚好在费米能量之上的界面共振态。这导致MTJ中的共振隧穿，并且当MgO势垒的厚度为约1 nm（四个或五个MgO原子层）时显著增强塞贝克系数。此外，一个广泛的面内晶格参数的tetravel扭曲推动界面态远离费米能，导致塞贝克系数的减少。此外，我们发现界面共振隧穿增强了MTJ的压缩失真的功率因数。这些结果表明，控制势垒厚度和四端畸变将是有效的最大限度地提高MTJ的热电性能。
2020-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric effects in FeCo|MgO|FeCo magnetic tunnel junctions
采用推广的Landauer-Büttiker方法，从第一性原理出发研究了FeCo |MgO|（001）磁性隧道结的热电系数（Seebeck系数和热导率）.与外延Fe |MgO| Fe（001）MTJ相比，FeCo |MgO| FeCo（001）MTJ通常产生较小的热电效应。的（磁）塞贝克效应是敏感的FeCo $|$ MgO界面的细节。界面氧空位（OV）的存在可以显著增强MTJ的热电效应。我们还计算了角相关的Seebeck系数，提供更多的信息有关的运输物理。我们报告在室温下的Wiedemann-Franz定律的大偏差。
2014-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of thin insulating films determined by tunnel magneto-Seebeck effect measurements and finite-element modeling
通常，仅通过电学方法很难在实验上获得薄绝缘膜的热导率。在这里，我们提出了一种新的方法，利用隧道磁塞贝克效应（TMS）结合有限元建模（FEM）。我们分别测量了2.6 nm薄势垒MgAl $_2$ O $_4$（MAO）和MgO的激光加热磁性隧道结的激光诱导TMS和绝对热电压。在屏障的介电击穿之后的绝对热电压的第二测量准许洞察堆叠的剩余热电压。因此，可以识别没有来自引线的任何寄生能斯特贡献的纯TMS。通过COMSOL与FEM结合，我们能够提取MAO（$0.7$ W/（K $\cdot$ m））和MgO（$5.8$ W/（K $\cdot$ m））的热导率值，这些值与理论预测非常一致。我们的方法提供了一个新的有前途的方法来提取实验上具有挑战性的参数的薄绝缘膜的热导率。
2018-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Spin polarized tunneling in MgO-based tunnel junctions with superconducting electrodes
我们用一个铁磁电极和一个超导Al-Si电极制备了磁性隧道结。将纯钴电极与Co-Fe-B合金和Heusler化合物Co2 FeAl进行了比较。隧穿电子的极化确定使用的Maki-Fulde模型，并讨论了随着自旋轨道散射和总的成对破坏参数。在不同温度下对这些结进行退火，研究了Co-Fe-B/ MgO/ Co-Fe-B结巨隧穿磁电阻比的对称滤波机制。
2011-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dynamic Spin-Polarized Resonant Tunneling in Magnetic Tunnel Junctions
精确设计的隧道结表现出长期寻求的效果，当电子的能量与隧道势垒的势能相当时，就会出现这种效果。当直接隧穿到势垒的导带中的电子在经典转折点处反射时，金属-绝缘体-金属隧道结的电阻随着施加的电压振荡：绝缘体-金属界面，以及入射电子能量等于绝缘体内的势垒的动态点。利用薛定谔方程的精确解建立的梯形隧道势垒的自由电子带间隧穿模型与实验定性一致。
2007-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Single-material MoS$_{2}$ thermoelectric junction enabled by substrate engineering
为了实现热电发电机，通常需要制造具有不同塞贝克系数的两种材料之间的结。塞贝克系数的这种差异可以由掺杂引起，这使得在使用二维（2d）材料时变得困难。在这里，我们采用基板效应，形成一个热电结的超薄几层二硫化钼薄膜。我们研究了结合扫描光电流显微镜和扫描热显微镜的结。这使我们能够揭示热电结在衬底工程部件上形成。我们将此归因于由界面电荷引起的门控效应与电子-声子散射机制的改变相结合。这项工作表明，基板工程是一个很有前途的战略，以开发未来的紧凑型薄膜热电发电机。
2023-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Spincaloric properties of epitaxial Co$_2$MnSi/MgO/Co$_2$MnSi magnetic tunnel junctions
用第一性原理计算研究了半金属Co $_2$ MnSi Heusler电极、MgO隧穿势垒和不同界面终端的外延磁性隧道结的电子输运和旋热性质。提出了一种新的方法spincaloric属性，绕过固有的线性响应近似的塞贝克系数和Sivan和Imry的方法相比。这种方法支持两个电极中的两个不同温度，并提供系统的精确电流和/或电压响应。此外，它占温度依赖的电极和有限偏压效应的化学势。我们发现，特别是前者是重要的获得定性正确的结果，即使化学势的变化很小。它示出了如何spincaloric属性可以定制的生长条件的选择。我们发现一个大的有效和自旋相关的Seebeck系数$-65$ $μ$ V/K在室温下的纯钴终止界面。我们建议在热操作的磁阻随机存取存储器模块，利用磁塞贝克效应，以最大限度地提高热致读出电压使用这样的接口。
2018-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling spectroscopy probing magnetic and nonmagnetic electrodes in tunnel junctions
本文将隧道光谱应用于只有一个或没有铁磁电极的隧道结，研究磁性隧道结中准粒子的激发。利用非弹性电子隧穿谱研究了偏置效应的影响。这两种类型的结都显示出零偏置异常，与磁性隧道结（即具有两个铁磁电极的结）相比，该零偏置异常在尺寸和符号上不同。一个显着的差异也被发现取决于被探测的隧穿电子，这可能是由于激发的磁振子的材料。
2010-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric performance of spin Seebeck effect in Fe3O4/Pt-based thin film heterostructures
本文系统地研究了基于Fe_3O_4/Pt结系统的自旋Seebeck器件的热电性能。我们探讨了两种类型的设备的几何形状：自旋霍尔热电堆和自旋塞贝克多层结构。自旋霍尔热电堆增加了自旋塞贝克效应的灵敏度，而样品内阻的增加对输出功率有不利影响。我们发现，自旋Seebeck多层膜可以克服这一限制，因为多层膜表现出的热电电压的提高和降低的内部电阻的同时，因此导致显着的功率增强。这一结果表明，多层结构是有用的，以提高自旋塞贝克效应的热电性能。
2016-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Tunnel magnetoresistance in alumina, magnesia and composite tunnel barrier magnetic tunnel junctions
采用磁控溅射方法制备了Co-Fe-B/隧道势垒/Co-Fe-B磁性隧道结，隧道势垒分别由氧化铝、氧化镁和氧化镁-氧化铝双层膜组成。最高的隧道磁阻比，我们发现是73%的氧化铝和323%的氧化镁为基础的隧道结。此外，为三种不同的势垒制备了具有统一层堆叠的隧道结。在这些系统中，隧道磁阻比在最佳退火温度被发现是65%的氧化铝，氧化镁的173%，和78%的复合隧道势垒。含有氧化铝的隧道结的类似的隧道磁阻比提供了证据，即在复合隧道势垒中的氧化铝层抑制了相干隧穿。
2010-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Giant Seebeck coefficient in semiconducting single-wall carbon nanotube film
我们在半导体单壁碳纳米管（SWCNT）薄膜中发现了巨大的塞贝克效应，其表现出与商业Bi2Te3合金相当的性能。半导体单壁碳纳米管薄膜的载流子掺杂进一步提高了热电性能。这些结果被复制以及基于一个简单的单壁碳纳米管结模型的第一性原理输运模拟。这些发现为新兴的印刷、全碳、柔性热电设备铺平了道路。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
InGaN/GaN Tunnel Junctions For Hole Injection in GaN Light Emitting Diodes
使用等离子体辅助分子束外延在InGaN/GAN蓝色（450 nm）发光二极管晶片的顶部上生长InGaN/GAN隧道结接触。隧道结接触实现了低扩展电阻n-GaN顶部接触层，从而在表面上需要较少的顶部金属接触覆盖。在100 mA时，隧道结LED的压降为5.3 V，正向电阻为2 × 10-2 Ω cm ~ 2，光输出功率较高。在GAN PN结器件上的MBE生长隧道结中测量到5 × 10-4欧姆cm 2的低电阻，表明隧道结LED器件电阻受再生长界面限制，而不受本征隧穿电阻限制。
2014-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Low Resistance GaN/InGaN/GaN Tunnel Junctions
利用电阻率为1.2 × 10-4 Ω cm ~ 2的P-GaN/InGaN/N-GaN隧道结，证明了空穴向PN结的增强带间隧道注入。讨论了这种隧道结的设计方法和低温特性，并介绍了这种隧道结在PN结器件中的应用。隧道结在III族氮化物光电子器件中的应用解释使用能带图。较低的带隙和极化场降低了隧穿势垒，消除了对p型GAN欧姆接触的需要。III族氮化物中载流子的有效隧道注入的这种证明可以导致用隧道接触层替换光发射器中现有的电阻p型接触材料，在表面上需要非常少的金属覆盖区，从而导致从顶部发射发射器的增强的光提取。
2013-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Fe/MgO/Fe (100) textured tunnel junctions exhibiting spin polarization features of single crystal junctions
比较了（100）织构和（100）外延Fe/MgO/Fe磁性隧道结的晶体学和自旋极化输运性质。强的相似性的传输特性表明，在25 nm晶粒尺度的纹理结的结构相干性和磁质量是足够的发出签名的自旋极化传输特定于一个单晶结。这表明布洛赫隧穿波函数的横向相干性在两个系统中受到相同的限制。我们的分析导致模型的纹理隧道结作为并列的纳米尺寸的单晶结，平行放置。
2012-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magneto-transport at high bias in quasi-magnetic tunnel junctions with EuS spin-filter barriers
在Al和Co电极之间具有EuS自旋过滤隧道势垒的准磁性隧道结中，我们观察到了大的磁电阻。偏置依赖性显示了MR比在高偏置电压下的突然增加，这与传统的磁性隧道结（MTJ）相反。这种行为可以被理解为由于Fowler-Nordheim隧穿通过完全自旋极化的EuS导带。利用隧穿理论计算了磁电阻的I-V特性和偏压依赖性，结果与实验结果吻合得很好。
2007-03-12 cond-mat.mtrl-sci
GdN Nanoisland-Based GaN Tunnel Junctions
我们发现，GdN纳米岛可以增强GAN PN结中的带间隧穿几个数量级，使低光吸收低电阻隧道结（电阻率1.3 × 10-3 Ω-cm 2）的各种光电应用。我们利用在GdN纳米岛上过度生长高质量GAN的能力来创建在平面外延中不可行的新的纳米级异质结构设计。发现GdN纳米岛辅助的带间隧穿增强GAN的两个极性取向中的隧穿。通过GAN pn结与隧道接触层的低温操作证实了空穴的隧道注入，在低至20 K下显示出强的电致发光。具有可忽略吸收的隧道结的可用性不仅可以显著地提高现有光电子器件的效率，而且可以实现基于宽带隙材料的新的电子和光学器件。
2013-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Direct imaging of the structural change generated by dielectric breakdown in MgO based magnetic tunnel junctions
制备了MgO基磁性隧道结，研究了隧道势垒的介电击穿。击穿直接可视化的透射电子显微镜测量。断裂的隧道结制备的显微镜测量通过聚焦离子束出的结，其特征在于通过输运研究。因此，一个完整的和破碎的交界处的运输行为和结构的直接比较。与氧化铝基结的早期发现相比，MgO势垒在击穿后显示出更多的微观针孔。这可以用一个简单的模型来解释，该模型假设击穿时的电流密度与针孔形成速率之间的关系。
2008-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Pt/Ti/Al2O3/Al tunnel junctions showing electroforming-free bipolar resistive switching behavior
研究了Pt/Ti/Al_2O_3/Al隧道结的无电铸双极阻变特性，其中Al_2O_3隧道势垒在空气中自然形成于Al上。结的设置切换的各种顺从电流值成功地导致在其低电阻状态下的各种电阻值，这表明多电平操作的可能性。定性地讨论了双极开关的机制在隧道势垒的调制由反应Ti层顶部的障碍。
2011-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport due to quantum interference in magnetic tunnel junctions
我们研究了磁性隧道结中的热输运。在Fowler-Nordheim隧穿区附近，由于量子干涉引起的电流生热，隧穿势垒上出现了热梯度。热电压和热温度都随所施加的电流而线性响应，这是热电效应的证据。通过增加势垒的透明度，热电性能的动态观察与电流。相应地，在磁性隧道结中获得了10 - 1000 μV/K的大范围塞贝克系数。
2013-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Design and Demonstration of Ultra Wide Bandgap AlGaN Tunnel Junctions
紫外线发光二极管（UV LED）由于电阻性和吸收性p型接触层而在注入效率和光提取效率方面面临严重限制。在这项工作中，我们研究了超宽带隙AlGaN（Al摩尔分数高于50%）材料的偏振工程隧道结的设计和应用，以实现高效的UV LED。我们证明了极化诱导的3D电荷有利于降低隧道势垒，特别是对于高组分AlGaN隧道结。渐变隧道结结构的设计可以导致对于高组分AlGaN隧道结低于10-3 Ohm cm 2的低隧穿电阻和低于1V（在1 kA/cm 2下）的低电压消耗。292 nm发射的实验证明是通过非平衡空穴注入到具有大于4.7 eV的带隙能量的宽带隙材料中实现的，并且隧道结的详细建模表明它们可以被设计为具有低电阻，并且可以在UV-C波长范围内实现高效发射器。
2016-08-30 cond-mat.mtrl-sci
The role of titanium in electromigrated tunnel junctions
用于制造纳米级隧道结的标准路线是经由光刻制备的金纳米线的电迁移。在光刻工艺中，使用薄粘附层（通常为钛）来促进金纳米线与衬底的粘附。在这里，我们证明了这样的粘附层在电迁移隧道结的电输运行为中起着至关重要的作用。我们表明，由沉积在钛粘附层顶部的金制成的结在环境条件下是电稳定的，相比之下，没有钛粘附层的金结。我们还发现，电迁移结制造的纯钛是非常稳定的电。基于我们的传输数据，我们提供的证据表明，在金-钛隧道器件的障碍是由钛的原生氧化物。
2014-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized Tunneling in Hybrid Metal-Semiconductor Magnetic Tunnel Junctions
我们证明了铁磁金属和铁磁半导体之间具有高度失配的电导率有效的自旋极化隧穿。这是由一个大的隧穿磁阻（高达30%）在低温下在外延磁性隧道结组成的铁磁金属（MnAs）和铁磁半导体（GaMnAs）由半导体（AlAs）分离。的电流-电压特性的分析产生的详细信息的非对称隧道势垒。低温电导-电压特性显示出零偏压异常和电导的V^1/2依赖性，表明GaMnAs的态密度存在关联间隙。这些实验表明，MnAs/AlAs异质结构提供了良好的特征隧道结的高效率自旋注入到GaAs。
2002-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetoresistance in perpendicular magnetic tunneling junctions with MgAl2O4 barrier
研究了MgAl_2O_4阻挡层垂直磁性隧道结。研究发现，在MgAl_2 O_4基结中，反应射频溅射O_2是获得强垂直磁各向异性和大隧穿磁电阻的必要条件。在400 ℃退火的样品中，界面垂直磁各向异性能量密度为2.25 mJ/m ~ 2。还实现了60%的增强的磁阻。发现隧穿磁阻下降到零偏置值的一半时的Vhalf偏置电压为约1V，这基本上高于MgO基结的偏置电压。
2022-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Large Resistance Change on Magnetic Tunnel Junction based Molecular Spintronics Devices
分子桥共价键合到两个铁磁电极上可以改变铁磁材料，并产生有趣的自旋输运特性。本文讨论了分子诱导的强耦合对自旋输运的影响。为了研究磁性隧道结（Ta/Co/NiFe/AlOx/NiFe/Ta）的分子耦合效应，在两个铁磁电极之间沿暴露的侧边桥接了金属有机分子配合物（OMC）。OMCs诱导强的铁磁电极间耦合，产生剧烈的变化，在室温下的磁性隧道结测试台的输运性质。这些OMC也改变了磁性隧道结的磁性。SQUID和铁磁共振研究提供了有见地的数据来解释基于磁隧道结的分子自旋电子学器件的输运研究。
2019-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Impact of lattice strain on the tunnel magneto-resistance in Fe/Insulator/Fe and Fe/Insulator/La$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_{3}$ magnetic tunnel junctions
本工作的目的是在一个新的方法，超越了单带输运模型描述隧道电子电流在单势垒磁性隧道结。我们提出了一个弹道多通道电子输运模型，该模型可以解释面内晶格应变对隧道磁电阻以及非对称电压行为的影响。以Fe/Insulator/Fe和Fe/Insulator/La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$隧道结的单晶磁性Fe（110）电极为例，通过\it{ab-initio}计算得到了Fe和La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$的电子能带结构.
2013-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Force Microscopy Revealing Molecule Impact on Magnetic Tunnel Junction Based Molecular Devices at Room Temperature
商业上成功的磁性隧道结可以通过解决十年之久的制造问题来利用分子器件元件的无与伦比的能力。利用磁性隧道结作为分子的实验平台，也使前所未有的分子自旋电子学器件的磁性研究。本文利用磁力显微镜（MFM）生动地展示了当金属有机分子沿着磁性隧道结边缘桥接在两个铁磁电极之间时，磁性电极本身发生了变化。分子在室温下撞击铁磁电极的几百微米区域。补充，磁共振和磁力计研究支持戏剧性的MFM结果。磁电极中的分子诱导变化影响了磁隧道结的传输，并在室温下稳定了六个数量级的小电流。基于磁性隧道结的分子器件可以是由接近室温的分子量子态控制的广泛的商业上可行的未来逻辑和存储器器件的网关。
2019-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Glassy behavior of interface states in Al-AlOx-Al tunnel junctions
我们展示了隧道结老化研究的结果，其中通过原位监测Al-AlOx-Al平面隧道结的电性能来捕获早期动态，该电性能从反电极沉积完成时开始。所观察到的拉伸指数依赖性的电导和电容表现层次约束的动态施加的界面陷阱的相关弛豫。偏置电压被用作控制参数，以创建偏置依赖的老化轨迹，表现出记忆和年龄依赖的弛豫。简单的隧道势垒和等效电路建模提供了一个全面的了解这种新颖的和意想不到的玻璃化行为，似乎是独特的隧道结，并具有重要的技术应用的影响。
2005-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Large inverse tunneling magnetoresistance in Co$_2$Cr$_{0.6}$Fe$_{0.4}$Al/MgO/CoFe magnetic tunnel junctions
采用磁控溅射法在室温下制备了$_2$-Cr-$_{0.6}$-Fe-$_{0.4}$-Al/MgO/CoFe磁性隧道结。样品在室温下表现出高达-66%，20 K时最大值为-84%，反映了温度的影响很小。对电压降的依赖性显示出不寻常的行为，在$\pm600$ mV处具有两个几乎对称的峰，具有大的反TMR比和零偏置附近的小正值。
2006-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetic tunnel junctions with multi-interface free layer
未来几代的磁性随机存取存储器要求磁性隧道结能够同时提供高磁阻、强保持、低开关能量和小于10 nm的小单元尺寸。在这里，我们研究垂直磁性隧道结与复合自由层，多个铁磁/非磁界面可以有助于热稳定性。在这些多界面自由层中，采用不同的掺杂材料（MgO、Ta、Mo）作为耦合层。研究了不同退火条件下的结特性演化。已观察到的第一CoFeB层的厚度上的隧穿磁电阻的强烈依赖性。在使用Mo和MgO作为耦合层的结中，在400°C退火后已经实现了大于200%的大隧穿磁阻。
2022-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Quasi-reversible Magnetoresistance in Exchange Spring Tunnel Junctions
我们报告了一个大的，准可逆的隧道磁阻在交换偏置铁磁半导体隧道结，其中一个软铁磁半导体（\gma）交换耦合到一个硬铁磁金属（MnAs）。我们的观察结果与偏置\gma层内形成的非均匀磁化区域（“交换弹簧”）一致。\gma独特的隧穿各向异性磁电阻产生磁电阻对交换弹簧状态的显著敏感性。
2008-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Current induced magnetization switching in magnetic tunnel junctions
考虑到电子-电子相互作用的影响，提出了一种不同于自旋积累图象的磁隧道结电流感生磁化翻转的新机制.我们发现，在隧道结构中的增强自旋开关效应的可能性，相对于电流归一化时，是远远大于在多层膜。最近的一些实验结果为目前的情况提供了证据。
2002-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Tunnel Junction Enhanced Nanowire Ultraviolet Light Emitting Diodes
偏振工程带间隧道结（TJ）被集成在纳米线紫外（UV）发光二极管（LED）中。通过在偏振掺杂纳米线紫外发光二极管的底部集成隧道结，实现了开启电压降低约6V。此外，到纳米线LED中的有效空穴注入导致TJ集成纳米线LED中的抑制的效率下降。降低的偏置电压和增加的空穴注入两者的组合增加了这些器件中的壁插塞效率。在~310 nm处测量到超过100微瓦的UV发射，外量子效率在4 - 6 m%的范围内。纳米线LED内隧道结的实现打开了通向硅上级联多结纳米线LED的单片集成的途径。
2015-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric Bias Dependence in Double Spin Filter Tunnel Junctions
在双自旋过滤器（SF）隧道结中，自旋信息的产生和分析完全来自双电极的SF效应。在这篇文章中，我们数值评估的偏置依赖的磁阻在这样的隧道结（超导金属/ SF /超导绝缘体/ SF /超导金属），特别是在使用不同的SF材料的情况下。在WKB近似下，可以得到具有非单调和非对称偏置依赖性的大磁阻效应。我们说明了系统的影响，隧道势垒的高度，隧道势垒的厚度，和交换能量分裂的磁阻，特别是专注于非对称行为的磁阻偏置依赖。
2009-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized tunneling spectroscopy in tunnel junctions with half-metallic electrodes
我们已经研究了与电极的La 2/3 Sr 1/3 MnO 3的隧道结的磁阻（TMR），我们展示了如何的电导和TMR与偏压的变化可以被利用，以获得一个精确的信息自旋和能量的状态密度的依赖关系。我们的分析导致的能带结构的La 2/3 Sr 1/3 MnO 3的定量描述，并允许费米能级和t2 g少数自旋带的底部之间的间隙δ的测定，与自旋极化的反向光电发射实验的数据吻合得很好。这显示了具有半金属电极的磁性隧道结用于自旋分辨光谱研究的潜力。
2005-08-23 cond-mat.mtrl-sci
A ferromagnetic oxide semiconductor as spin injection electrode in magnetic tunnel junction
由室温铁磁半导体金红石Ti 1-xCoxO 2-d和铁磁金属Fe0.1Co0.9组成的磁性隧道结在15 K时表现出约11%的正隧穿磁电阻（TMR），表明Ti 1-xCoxO 2-d可以用作自旋注入电极. TMR随温度的升高而降低，在180 K以上消失。由于非晶势垒层和/或结界面的低质量，在高温下的TMR作用可能被非弹性隧穿传导所禁止。
2005-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Tunnel magnetoresistance in scandium nitride magnetic tunnel junctions using first principles
磁隧道结是自旋电子器件和电路的基石，提供了磁和电信息之间转换的主要方式。在最先进的磁性隧道结中，氧化镁被用作磁性电极之间的隧道势垒，在室温下提供独特的大隧道磁阻。然而，氧化镁-铁系统的宽带隙和带对准增加了电阻-面积乘积，并导致器件间可变性和高电流下隧道势垒退化的挑战。在这里，我们研究使用第一原理窄带隙氮化钪隧穿性质和运输磁性隧道结相比，氧化镁。模拟结果表明，通过Δ_1和Δ_2'对称滤波，Fe/ScN/Fe MTJ具有高的隧道磁电阻效应，且波函数衰减率低，电阻面积积小。结果表明，氮化钪可以成为一种新的隧道势垒材料的磁性隧道结器件，以克服可变性和电流注入的挑战。
2020-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ex-situ Tunnel Junction Process Technique Characterized by Coulomb Blockade Thermometry
我们研究了一种晶圆级隧道结制造方法，其中等离子体蚀刻通过覆盖底部Al电极的介电层限定隧道结区域。通过氧化结区中的底部电极来形成非原位隧道势垒。在150 mm晶片上的室温电阻映射给出了隧道结电阻的局部偏差值，其低于7.5%，平均值为1.3%。的偏差进一步调查的设备，其中有一个隧道结连接到四个阵列组成的N结（N = 41，结直径700 nm）的子-1 K测量。微分电导是在单结和阵列库仑阻塞温度计工作模式下测量的。通过将实验数据与理论模型拟合，我们发现对于2N+1结阵列，局部隧道结电阻偏差的上限为~ 5%。该值与由我们的实验装置的精度定义的最小可检测偏差具有相同的量级。
2010-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin effects in single-electron tunneling in magnetic junctions
在顺序隧穿的极限下，对铁磁双结中自旋相关的单电子隧穿进行了理论分析。本文数值分析了中心电极（岛）的离散能谱对自旋积累、自旋涨落和隧道磁电阻的影响。结果表明，自旋涨落是显着的磁性以及在超导结。
1998-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Biaxial strain effect of spin dependent tunneling in MgO magnetic tunnel junctions
研究了应变对类金刚石薄膜诱导的磁性隧道结的影响。结电阻和隧道磁电阻（TMR）随着DLC膜的减小而减小。非平衡格林函数量子输运计算表明，双轴应变的应用增加了电导的平行和反平行配置。然而，少数沟道和反平行结构的电导对应变明显更敏感，这大大增加了通过MgO隧道势垒的透射率，因此，TMR比随着双轴应变而降低。
2012-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized transport in magnetic tunnel junctions with ZnTe barriers
制备了具有宽禁带半导体ZnTe势垒的磁性隧道结。在室温下，在Fe/ZnTe/Fe结中观察到非常低的势垒高度和相当大的磁阻。非线性I-V特性曲线证实了所观察到的磁电阻是由于自旋相关的隧穿效应。温度依赖的研究表明，结的总电导主要是由直接隧穿，只有一小部分从跳跃传导通过内部的障碍缺陷态。
2022-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bias dependent inversion of tunneling magnetoresistance in Fe/GaAs/Fe tunnel junctions
我们研究了Fe/GaAs/Fe隧道结中自旋相关的输运。研究了不同类型Fe/GaAs界面的隧穿磁电阻效应。对于氢等离子体清洗的界面，TMR效应增加，在室温下可观察到。如果涉及外延Fe/GaAs（001）界面，则隧道结表现出TMR效应的偏压依赖性反转。这是Fe/GaAs界面能带结构效应的第一个实验特征，与自旋注入实验有关。
2006-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of perpendicular magnetized tunnel junctions upon annealing
我们研究了垂直磁化隧道结在300到400 $^{\circ}$ C退火下的演化。在退火过程中的磁滞回线不演变太多，他们是不是信息的基础结构的演变。这些演变更好地揭示了隧道结的铁磁共振本征模的频率。他们的建模提供了堆叠内的交换耦合和层的各向异性，这可以作为每个退火步骤后的隧道结状态的诊断。隧道结的两个CoFeB基部分和两个Co/Pt基部分的各向异性在退火期间以不同的速率衰减。在375 $^{\circ}$ C以上，通过织构破坏Ta层的铁磁体交换耦合失效。旨在促进合成反铁磁体行为的Ru间隔物对于退火也不够稳健。基于这些演变，我们提出了下一代隧道结的优化路线。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent thermoelectric effects in transport through a nanoscopic junction involving spin impurity
在线性响应机制下，研究了磁性隧道结中大自旋杂质（如磁性分子或原子）嵌入势垒时的常规热电效应和自旋相关热电效应。杂质由巨自旋哈密顿量描述，同时考虑了单轴和横向磁各向异性。由于磁各向异性的横向分量的存在，隧穿电子的自旋可以在杂质上的散射期间被反转，即使在低温区域中。这种反转是由于隧穿电子与磁性杂质的交换相互作用而出现的。我们计算了Seebeck系数和自旋Seebeck系数，并分析了它们对自旋杂质和隧道结的各种参数的依赖关系。此外，传统的和自旋的品质因数，以及电子的热导的贡献被认为是。我们还表明，纯自旋电流可以驱动的自旋偏置施加到结自旋杂质，即使没有电子转移之间的电极可以发生。基本机制采用单电极隧穿过程（电极-自旋交换相互作用）和杂质作为角动量的中间库。
2014-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling magneto thermo power in magnetic tunnel junction nanopillars
研究了CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结纳米柱的隧穿磁热功率（TMTP）。通过微图案化的电加热器线产生跨结的热梯度。测量在纳米柱的顶部和底部接触之间的高达几十个\muV的热功率电压，其与所施加的加热功率并且因此与所施加的温度梯度成线性比例。热功率信号变化高达10 \muV后，两个CoFeB层的相对磁配置从平行到反平行的反转。该信号变化对应于100 \muV /K量级的大的自旋相关塞贝克系数和高达90%的隧道结的大的TMTP变化。
2011-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic tunneling magnetoresistance and tunneling anisotropic magnetoresistance: spin-orbit coupling in magnetic tunnel junctions
研究了自旋轨道相互作用对铁磁/半导体/正常金属隧道结隧穿磁电阻的影响。隧道各向异性磁电阻（TAMR）的解析表达式内推导出的近似中的磁电阻的磁化方向上的依赖性的铁磁体起源于Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合出现在结界面和隧道区之间的干扰。我们还研究了铁磁/半导体/铁磁隧道结的输运性质，表明在这种结构中，自旋轨道相互作用不仅导致TAMR效应，而且导致常规隧道磁电阻（TMR）的各向异性。由此产生的各向异性隧穿磁电阻（ATMR）依赖于铁磁体中的绝对磁化方向。在所提出的模型中，取决于铁磁体的磁化方向，Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相互作用在铁磁体/超导导体界面处产生透射和反射自旋速率之间的差异，这导致费米表面处的各向异性局域态密度以及TAMR和ATMR效应。本文给出了Fe/GaAs/Fe隧道结的模型计算。此外，基于相当普遍的对称性考虑，我们推导出的形式的磁阻依赖于在铁磁体的磁化的绝对取向。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin torque, tunnel-current spin polarization and magnetoresistance in MgO magnetic tunnel junctions
我们研究了具有超薄MgO隧道势垒层的磁性隧道结（MTJ）的自旋转移矩（ST）响应，以研究有限偏压下自旋转移矩与隧道磁阻（TMR）之间的关系。我们发现，施加在自由层上的每单位电流的自旋扭矩减少了不到10%的偏置范围内的TMR减少超过40%。我们研究了这一结果对各种自旋极化隧穿模型的影响，发现它与磁态相关的有效隧穿衰减长度是一致的。
2005-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling magneto thermocurrent in CoFeB/MgO/CoFeB based magnetic tunnel junctions
研究了CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结（MTJ）的隧穿磁热电势和隧穿磁热流。该设备显示出一个明确的热电性能的变化后，从平行到反平行取向的CoFeB层的磁化反转。当从并联切换到反并联时，热功率增加高达55%，而热电流下降45%。这些观察结果可以很好地解释的Onsager关系，考虑到隧道磁电阻的MTJ。这些发现对比以往的研究AlO为基础的MTJ系统，揭示隧穿磁热功率，但没有隧穿磁热电流。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oscillatory dependence of tunneling magnetoresistance on barrier thickness in magnetic tunnel junctions
本文理论上研究了磁性隧道结中隧道磁电阻对势垒厚度的依赖关系，推导并验证了解析公式，发现TMR随势垒厚度的振荡源于类似经典双缝光学干涉的效应而非量子限制。
2024-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Statistical properties of currents flowing through tunnel junctions
本文综述了金属-绝缘体-金属隧道结中隧道电流分布宽度引起的统计特性。实验电流的不均匀性可以模拟的对数正态分布和隧道电流的尺寸依赖性被修改在小尺寸的宽分布的效果。
2002-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Anomalous bias dependence of tunnel magnetoresistance in a magnetic tunnel junction
我们制备了一种基于半金属锰氧化物的自旋极化隧穿器件，并以$Ba_{2}LaNbO_{6}$为绝缘势垒。首次在单绝缘势垒对称电极隧道结中观察到了隧道磁电阻（TMR）的反常偏置依赖性。TMR的偏压依赖性显示了一个非常尖锐的零偏压异常，这可以被认为是半金属费米能级附近的态密度剧烈变化的证明。这为在半金属-绝缘体界面存在少数自旋隧穿态提供了有力的证据。
2005-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Transfer Effects in Nanoscale Magnetic Tunnel Junctions
我们报告测量的磁性开关和稳态磁旋进驱动的自旋极化电流在纳米磁性隧道结低电阻，< 5欧姆微米平方，障碍。磁开关所需的电流密度与全金属自旋阀器件的值相似。在隧道结中，自旋转移驱动的开关可以发生在足够高的电压，以淬灭隧道磁阻，表明电流保持自旋极化在这些电压。
2004-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inversion of magnetoresistance in magnetic tunnel junctions : effect of pinhole nanocontacts
在很宽的温度范围内，在具有针孔纳米接触的磁性隧道结中观察到了逆磁电阻。隧道磁电阻在较高的偏压和温度下发生符号变化。这种现象归因于通过针孔接触的自旋守恒弹道输运与穿过绝缘间隔层的自旋极化隧穿之间的竞争，其中针孔接触的透射概率接近于1。
2006-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
