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
Tunnel magnetoresistance of Fe3O4/MgO/Fe nanostructures
本文研究了具有（001）层取向的Fe_3 O_4/MgO/Fe磁性隧道结。分析了在不同磁场作用下，层间磁化矢量夹角对结磁能的影响。隧道磁阻计算作为外部磁场的函数。与具有单向各向异性的结相比，结切换需要显著较低的磁场。
2010-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Effect of high annealing temperature on giant tunnel magnetoresistance ratio of CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junctions
报道了在450 ℃退火的赝自旋阀（SV）CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结（MTJ）的隧道磁电阻（TMR）比，室温下高达472%，5 K时高达804%，接近理论预测值。相比之下，交换偏置（EB）SV MTJ与MnIr反铁磁层的TMR比被发现下降时，他们在450 ℃退火。能量色散X射线分析表明，在450 ℃退火诱导的Mn和Ru原子的相互扩散到MgO的障碍和EB-SV MTJ的铁磁层。不同的退火行为背后的机制进行了讨论。
2006-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of tunnel magnetoresistance on ferromagnetic electrode materials in MgO-barrier magnetic tunnel junctions
研究了MgO势垒磁性隧道结（MTJ）中隧道磁电阻（TMR）比与电极结构的关系。具有Co 40 Fe 40 B20参考层和自由层的MTJ中的TMR比率在Ta=400摄氏度的沉积后退火温度下达到355%。当Co 50 Fe 50或Co 90 Fe 10用于参考层材料时，没有观察到高TMR比。具有高TMR比的关键是具有高度取向的（001）MgO阻挡层/CoFeB晶体电极。到目前为止，在伪自旋阀MTJ中，在Ta = 450 ℃时获得的最高TMR比为450%。
2006-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Immense tunnel magnetoresistance mediated by Coulomb blockade effect and current-driven magnetization reversal in Co clusters embedded in a TiO2 matrix
由于对实验数据的错误解释，这篇文章被作者撤回。
2010-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring tunnel magnetoresistance by ultrathin Cr and Co interlayers: A first-principles investigation of Fe/MgO/Fe junctions
本文系统地研究了Fe（001）/MgO/Fe（001）磁性隧道结中Co和Cr中间层的电子结构和输运性质随中间层厚度的变化。自旋相关的弹道输运计算的结果显示选项，具体操纵隧道磁阻比。电阻面积积和隧道磁电阻比随Cr厚度的变化呈现单调的趋势，并有明显的振荡。这些调制直接解决和解释的Cr膜中的磁结构和复杂的能带结构的影响。嵌入式Co夹层的特性是相当大的影响，由本地电子结构分析的界面共振。
2010-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Tunnel magnetoresistance of magnetic junctions with cubic symmetry of the layers
隧道磁结被认为是具有立方对称的硬磁层和软磁层。通过垂直于初始磁化方向的磁场分析了层的磁开关。在这种情况下，TMR比的附加峰值出现在基本上低于软层的各向异性能量的磁场值处。
2009-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling magnetoresistance of perpendicular CoFeB-based junctions with exchange bias
近年来，具有垂直磁化电极和交换偏置膜的磁性隧道结引起了人们极大的兴趣。本文研究了Ta/Pd/IrMn/Co-Fe/Ta/Co-Fe-B/MgO/Co-Fe-B/capping/Pd磁性隧道结的隧道磁电阻与覆盖层的关系，即，Hf或Ta。在这些叠层中，结合了垂直交换偏置场和垂直磁各向异性。在室温下，与Ta的$(42.6\pm 0.7)\%$相比，确定Hf封端的样品的$(47.2\pm 1.4)\%$的隧道磁阻。有趣的是，该观察结果与Hf比Ta更高的硼吸收相关，这防止了$Δ_{\textrm{1}}$沟道的抑制并导致更高的隧道磁阻值。此外，两种样品的软电极的电阻率的温度依赖性主要由包括热涨落的Stoner-Wohlfarth模型描述。低温下的轻微偏差可归因于由钉扎磁性层系统产生的软电极上的扭矩。
2017-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of tunnel magnetoresistance in MgO based magnetic tunnel junctions on Ar pressure during MgO sputtering
研究了在MgO阻挡层溅射过程中，Ar气压对CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结中隧道磁电阻效应的影响。在10 mTorr的高Ar压力下溅射沉积MgO阻挡层导致光滑的表面和高度（001）取向的MgO。使用这种MgO作为隧道势垒，在325 ℃或更高温度下退火后，实现了室温下高达355%（5 K下为578%）的隧道磁阻（TMR）比，这似乎与由光滑且高度取向的MgO促进的高度（001）取向的CoFeB织构有关。电子束光刻法定义的深亚微米MTJ具有低电阻率Au底层，并使用高压沉积的MgO，在低电阻面积积（RA）低于10欧姆-微米^2时显示出高TMR率，RA = 0.8欧姆-微米^2时为27%，RA = 1.1欧姆-微米^2时为77%，RA = 1.7欧姆-微米^2时为130%，在RA = 2.9 ohm-um^2时为165%。
2005-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling anisotropic magnetoresistance driven by resonant surface states: First-principles calculations of Fe(001) surface
对Fe（001）表面的完全相对论第一性原理计算表明，共振表面（界面）态可以在具有单个磁性电极的磁性隧道结中产生相当大的隧穿各向异性磁电阻.这种效应是由自旋-轨道耦合驱动的。当磁化方向改变时，它通过Rashba效应移动谐振表面带。我们发现，在界面处的自旋翻转散射不仅由自旋轨道耦合的强度控制，但强烈依赖于共振表面态的本征宽度。
2006-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature tunneling magnetoresistance in magnetite based junctions: Influence of tunneling barrier
本文研究了不同势垒材料（SrTiO_3、NdGa_3、MgO、SiO_2和Al_2 O（3-x））下的Fe_3 O_4基隧道结。与镍反电极和氧化铝屏障的结显示可重复的隧道磁阻（TMR）效应在室温下高达5%，几乎理想的开关行为。这个数字只是部分反映了固有的高自旋极化的Fe 3 O 4。由于结内有一个附加的串联电阻，它大大降低了。只有SiO2和Al 2 O（3-x）势垒提供了急剧开关所需的磁去耦电极。所观察到的TMR效应作为增加温度的函数的减少是由于自旋极化的减少和势垒中自旋散射的增加。在氧化物半金属中，磁铁矿具有提高TMR基器件性能的潜力。
2004-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Coexistance of giant tunneling electroresistance and magnetoresistance in an all-oxide magnetic tunnel junction
我们证明了与第一性原理电子输运计算，大隧道磁电阻（TMR）和隧道电阻（TER）效应可以共存于一个全氧化物器件。TMR起源于由绝缘BaTiO 3势垒对SrRuO 3注入的电子提供的自旋驱动的自旋过滤。与此相反，TER是可能的，只有当薄SrTiO 3层插入在SrRuO 3/BaTiO 3界面之一时。由于SrTiO 3的复杂能带结构具有与BaTiO 3相同的对称性，因此包含这样的插层不会对TMR产生负面影响，实际上会增加TMR。关键是，TER的大小也与SrTiO 3层的厚度成比例。然后SrTiO 3厚度成为TMR和TER效应的单一控制参数。该方案为四态存储单元的制作提供了一种实用的方法。
2012-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Tunnel magnetoresistance in Fe/Mg4Al-Ox/Fe(001) Magnetic Tunnel Junctions
尖晶石型MgAl 2 O 4及其族氧化物是用于磁性隧道结（MTJ）的新兴势垒材料。本文报道了用电子束蒸发Mg 4Al-Ox制备的Fe/MgAl 2 O 4/Fe（001）基MTJ的室温和10 K时的隧道磁阻（TMR）分别高达429%和1,034%。与Fe/MgO/Fe（001）MTJ相比，MTJ势垒厚度为0.3 nm的电阻振荡显著增强，导致在RT下125%的大的TMR振荡峰谷差。微分电导谱与偏置极性对称，并且低温下平行磁化状态下的谱在|0.2-0.6| V，表明Mg 4Al-Ox阻挡层改善了阻挡层界面。该研究表明，Fe（001）-MTJ中的TMR比率仍然可以改善。
2021-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Tunnelling anisotropic magnetoresistance of Fe/GaAs/Ag(001) junctions from first principles: Effect of hybridized interface resonances
对Fe/GaAs/Ag（001）外延隧道结的第一性原理计算结果表明，在两个界面处形成的界面共振杂化可以增强系统的隧穿各向异性磁电阻（TAMR）。这种机制表现为一个非单调依赖的TAMR效应的隧道势垒的厚度，最大的中间厚度。在二维布里渊区的k分辨传输的详细扫描证明了一些杂交诱导的热点和从附近的伽玛棒点的隧道效应的贡献之间的相互作用。这种解释是支持一个简单的紧束缚模型的交界处，再现定性的第一性原理理论的大部分功能的计算属性。
2012-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Large bias-dependent magnetoresistance in all-oxide magnetic tunnel junctions with a ferroelectric barrier
全氧化物磁性隧道结（MTJ）结合功能材料作为绝缘屏障有可能成为新型多功能器件的基础技术。利用第一性原理密度泛函理论研究了全氧化物SrRuO 3/BaTiO 3/SrRuO 3 MTJ器件的偏压依赖输运特性。这包括一个BaTiO 3的障碍，可以发现无论是在非铁性或铁电状态。在这样的MTJ中，不仅隧穿磁阻可以达到巨大的值，而且对于某些电压，其符号可以通过改变势垒电状态来改变。这些发现为新一代电控磁传感器铺平了道路。
2010-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Tremendous tunneling magnetoresistance effects based on van der Waals room-temperature ferromagnet Fe$_3$GaTe$_2$ with highly spin-polarized Fermi surfaces
近年来，范德华磁性异质结构在自旋电子学中受到越来越多的关注。然而，vdW材料室温磁有序的缺乏在很大程度上阻碍了其在实际自旋电子学器件中的发展。最近发现的vdW铁磁体Fe 3GaTe 2具有室温以上的磁有序性和相当大的垂直磁各向异性，受其启发，我们利用第一性原理计算研究了Fe 3GaTe 2的基本电子结构和磁性以及Fe 3GaTe 2/Insulator/Fe 3GaTe 2结构的磁性隧道结（MTJ）中的隧穿磁电阻效应.研究发现，具有高度自旋极化费米表面的Fe 3GaTe 2确保此类磁性隧道结在室温下可以具有显着的隧道磁电阻效应，甚至可以与现有的传统AlOx和MgO基MTJ相媲美。我们的研究结果表明，Fe 3GaTe 2基MTJ可能是实现长时间等待的全磁vdW自旋电子器件的有前途的候选人。
2022-11-17 cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of high Curie temperature for ferromagnetic bcc-Co and bcc-FeCo alloys and its relevance to tunneling magnetoresistance
我们确定从第一性原理的居里温度Tc为散装钴的hcp，面心立方，体心立方，四方化的bct相，FeCo合金，体心立方和bct铁。对于bcc-Co，Tc=1420 K。这将是Co相中的最高居里温度，表明bcc-Co/MgO/bcc-Co隧道结即使在室温下也提供高的磁阻比。居里温度的计算是通过映射从头计算结果的海森堡模型，这是通过蒙特卡罗方法求解。
2006-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Spin Transfer Torque and Tunneling Magnetoresistance Dependences on the Finite Bias Voltages and Insulator Barrier Energy
研究了磁性隧道结中垂直和平行自旋转移矩（STT）和隧穿磁电阻（TMR）与绝缘层势垒能的关系。采用单轨道紧束缚模型结合Keldysh非平衡格林函数方法计算了有限偏压下MTJ的垂直和平行STT和TMR。计算了半无限半金属铁磁电极的STT和TMR随绝缘体势垒能的变化关系。在较宽的势垒能量范围内，我们发现平行STT与隧穿电流之间存在完美的线性关系。此外，TMR还依赖于绝缘体势垒能量，这与Julliere的简单模型相矛盾。
2010-11-30 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
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
One million percent tunnel magnetoresistance in a magnetic van der Waals heterostructure
我们报告的观察一个非常大的负磁阻效应的范德华隧道结纳入薄的磁性半导体，CrI3，作为有源层。在恒定的电压偏置下，在施加2特斯拉的场时，电流增加近百万%。这种效应是由不同CrI3层的自旋从反平行到平行排列之间的变化引起的。我们的研究结果阐明的性质的磁态在Cr13Cr13和自旋电子学的基础上的二维材料提出了新的机会。
2018-07-18 cond-mat.mtrl-sci
A phenomenological model for magnetoresistance in granular polycrystalline colossal magnetoresistive materials: the role of spin polarised tunnelling at the grain boundaries
已经观察到，在磁致电阻（CMR）材料的块状和多晶薄膜中，与单晶或低于铁磁转变温度Tc的单晶膜相比，磁阻遵循不同的行为。在本文中，我们发展了一个唯象模型来解释磁场依赖的电阻在颗粒CMR材料考虑到自旋极化隧道在晶界。该模型已被拟合到两个系统，即La 0.55 Ho 0.15 Sr 0.3 MnO 3和La 1.8 Y 0.5 Ca 0.7 Mn 2 O 7。从拟合的结果中，我们已经分离出，在La 0.55Ho 0.15Sr 0.3MnO 3，来自自旋极化隧道在晶界的磁电阻的晶粒间的贡献的内在贡献。结果表明，La_（0.55）Ho_（0.15）Sr_（0.3）MnO_3的本征磁电阻效应随温度的变化符合双交换模型的预测.
1998-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Tailored tunnel magnetoresistance response in three ultrathin chromium trihalides
几十年来，表现出大磁阻的材料引起了人们的极大兴趣。最近，几个研究小组通过利用相邻层之间的弱反铁磁耦合，报道了跨Cr2 O3 I $_3$的极大隧道磁阻（TMR）。在这里，我们报告的TMR在所有三个三卤化铬（CrX $_3$，X= Cl，Br，或I）在二维极限的比较研究。由于材料在基态表现出不同的转变温度和层间磁有序，隧道测量允许容易地确定三个系统的场-温度相图。通过改变样品的厚度和偏置条件，我们然后演示了如何最大限度地提高和进一步定制的TMR响应在不同的温度下的每种材料。特别是，在磁转变温度附近，TMR是非饱和的最高场测量所有三种化合物由于大，场诱导的交换耦合。
2019-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Valley-Mismatched Altermagnet for Giant Tunneling Magnetoresistance
Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学（深圳））；Tsinghua University（清华大学）；Shanxi University（山西大学）
本文提出基于自旋输运理论的交替磁体异质结模型，预测了KV₂Se₂O的巨隧道磁电阻，并通过第一性原理计算验证其在室温下的高密度非易失存储应用潜力。
2026-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Exceeding 400% tunnel magnetoresistance at room temperature in epitaxial Fe/MgO/Fe(001) spin-valve-type magnetic tunnel junctions
通过调整各层的生长条件，结合溅射沉积Fe层，电子束蒸发MgO势垒和势垒界面调整，在外延Fe/MgO/Fe（001）交换偏置自旋阀磁性隧道结（MTJ）中展示了室温（RT）下417%和3 K下914%的巨隧道磁电阻（TMR）比。当这些层生长在高度（001）取向的Cr缓冲层上时，观察到作为MgO厚度的函数的具有约80%的大的峰谷差的清楚的TMR振荡。在|V| = 0.2~0.5 V时，在dI/dV（平行结构）中观察到了对称微分电导（dI/dV）谱。在3 K时，在dI/dV（平行结构）中出现了具有两个凹陷的精细结构，反映了Fe/MgO/Fe的高度相干隧穿。我们还观察到一个496%的TMR比在RT由2.24 nm厚的CoFe插入在底部的Fe/MgO界面。
2020-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling magnetoresistance in altermagnetic RuO$_2$-based magnetic tunnel junctions
通过在 RuO$_2$ 基磁性隧道结中观测由 Néel 矢量方向调控的 TMR，本文为 RuO$_2$ 的交错磁基态提供了直接实验证据。
2025-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Theory for Tunnel Magnetoresistance Oscillation
针对晶体磁性隧道结中 TMR 比随势垒厚度振荡的难题，本文利用相反自旋、不同费米动量波函数的叠加建模界面自旋翻转杂化，并在 Fe/MgO/Fe 结构中解释约 3 Å 周期。
2025-06-10 cond-mat.mtrl-sci
First principles modeling of tunnel magnetoresistance of Fe/MgO/Fe trilayers
采用密度泛函理论，在Keldysh非平衡格林泛函理论框架下，计算了Fe/MgO/Fe三层结构的非线性和非平衡量子输运性质随外加偏压的变化.对于弛豫良好的原子结构的三层，平衡隧道磁电阻比（TMR）被发现是非常大的，也相当稳定，对小的变化，原子结构。作为外部偏置电压的函数，TMR单调降低到零，电压范围约为1V，与实验观察一致。我们目前的非平衡输运性质的理解，通过调查的微观细节的散射态和布洛赫带的铁铅。
2006-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Negative spin polarization of Mn2VGa probed by tunnel magnetoresistance
亚铁磁性的Heusler化合物Mn2VGa被预测为在多数自旋通道中具有赝能隙，这将导致负的隧道磁阻。采用直流和射频磁控共溅射法在MgO（001）衬底上制备了近化学计量比的Mn 2 VGa薄膜。XRD分析显示，在350°C、450°C和550°C的衬底温度下沉积的薄膜的结构主要为B2有序结构。制备了具有MgO阻挡层和CoFe对电极的磁性隧道结。退火温度达到T_a=425°C后，在零偏压附近得到负的TMR，为自旋极化反转提供了证据。在相干势近似下计算了两个电极的能带结构，并用于计算TMR（V）特性，与实验结果符合较好。
2012-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Correlation of tunnel magnetoresistance with the magnetic properties in perpendicular CoFeB-based junctions with exchange bias
研究了一系列垂直排列的Ta/Pd/IrMn/CoFe/Ta $(\textit{x})$ /CoFeB/MgO $(\textit{y})$/CoFeB $(\textit{z})$ /Ta/Pd磁性隧道结的磁性能与退火温度/时间、钉扎电极中软铁磁电极和Ta尘化层厚度的关系以及它们与隧道磁阻比的关系。我们得到了一个大的垂直交换偏置为79.6 $\,$ kA/m的$x=0.3\,$ nm。对于具有$z=1.05\,$ nm的叠层，软电极的磁性质类似于超顺磁性的特征。对于具有$x=0.4\,$ nm、$y=2\,$ nm和$z=1.20\,$ nm的堆叠，在后退火温度$T_\textrm{ann}=330\,^{\circ}$ C下退火60 min后，交换偏压呈现出显著降低，而层间交换耦合和单位面积的饱和磁化强度在$T_\textrm{ann}=340\,^{\circ}$ C下退火60 min后急剧衰减。同时，隧道磁阻比在$T_\textrm{ann}=300\,^{\circ}$ C下退火60 min后显示出$65.5\%$的峰值，对于较高的退火温度（$T_\textrm{ann}\geq330\,^{\circ}$ C），显著降低至$10\%$，对于较长的退火时间（$T_\textrm{ann}=300\,^{\circ}$ C，90分钟），显著降低至$14\%$。我们将隧道磁电…
2018-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Giant tunneling magnetoresistance based on spin-valley-mismatched ferromagnetic metals
本研究提出利用具有本征自旋-能谷失配态的铁磁金属实现巨隧穿磁电阻，通过第一性原理计算验证相关材料构建的范德华自旋阀结可实现超99%的磁电阻，为高磁电阻器件设计提供新方向。
2025-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Giant tunnel magnetoresistance with a single magnetic phase-transition electrode
采用第一性原理计算研究了单磁电极的磁相变隧道磁电阻效应。计算结果表明，当FeRh的磁性结构由G型反铁磁（GAFM）转变为铁磁时，FeRh/MgO/Cu隧道结的MPT-TMR可高达数百%.这种新型的MPT-TMR由于其巨大的磁电阻效应和类似的结构简单性，可能优于隧道各向异性磁电阻。巨MPT-TMR的主要机制可以归结为在GAFM-FeRh/MgO界面处形成界面共振态。一个直接的FeRh/MgO界面被发现是必要的，以实现高MPT-TMR实验。此外，我们发现FeRh/MgO界面具有铁磁相FeRh，由于大多数传输可以忽略不计以及两个自旋通道的费米表面显着不同，因此具有几乎完全的自旋极化。因此，它可以充当高效且可调谐的自旋注入器。此外，基于FeRh的异磁纳米结构的电场驱动的MPT可以用于设计各种能量有效的隧道结结构和相应的低功耗器件。我们的研究结果将促进对MPT-TMR和其他有趣的FeRh基隧道结现象的进一步实验研究，这些现象在反铁磁自旋电子学中可能是有前途的。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci
A 4-fold-symmetry hexagonal ruthenium for magnetic heterostructures exhibiting enhanced perpendicular magnetic anisotropy and tunnel magnetoresistance
本文报道了MgO/Ru/Co_2FeAl/MgO异质结中出现的一种不寻常的具有四重对称性的六方Ru晶体取向，其中近似Ru（02-23）的生长归因于MgO、Ru和Co_2FeAl之间的晶格匹配。与Cr（001）层相比，Co2 FeAl/MgO界面的垂直各向异性显著增强。采用这种结构的MTJ产生了最大的隧道磁阻的垂直MTJ使用低阻尼Heusler合金。四重对称的六方Ru来自于具有空前高的晶体指数的外延生长，为立方和四方铁磁合金的垂直各向异性膜的发展开辟了独特的途径。
2014-08-16 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
Tunneling magnetoresistance in trilayer structures composed of group-IV ferromagnetic semiconductor Ge1-xFex, MgO, and Fe
IV族铁磁半导体Ge_（1-x）Fe_x（GeFe）是Si和Ge的高效自旋注入器和探测器的最有前途的材料之一。最近的第一性原理计算（Sakamoto等人，参考文献9）提出，费米能级位于GeFe带隙中形成的两个重叠的大自旋极化带中：自旋向下的d（e）带和自旋向上的p-d（t2）带。因此，重要的是要澄清这些带如何有助于自旋注入和检测。在这项研究中，我们展示了第一次成功观察到的隧道磁阻（TMR）的磁性隧道结（MTJ）中含有第IV族铁磁半导体，即，在MTJ外延生长的Fe/MgO/Ge0.935Fe0.065组成。我们发现GeFe中的p-d（t2）带主要负责隧穿输运。虽然所获得的TMR比率小（0.3%），但是通过抑制经由在MgO中观察到的非晶状晶畴的漏电流，预期TMR比率提高。
2016-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetoresistance in antiferromagnetic Mn$_2$Au-based tunnel junction
近年来，人们对利用N{é}el自旋轨道矩实现反铁磁材料电开关的研究为反铁磁材料的经济应用铺平了道路。目前限制反铁磁材料在自旋电子学中应用的最困难的障碍，特别是在存储器存储应用中，可能是基于AFM的纳米结构中的小而脆弱的磁阻（MR）。本论文基于第一性原理散射理论研究了Mn $_2$ Au基隧道结中的自旋输运。在某些Fe/MgO/Ag/Mn $_2$ Au/Ta结中，可以预测出大于$1000\%$的巨磁电阻，其数量级与具有相同势垒厚度的MgO基铁磁隧道结相当。自旋过滤效应、量子阱共振态和界面共振态的相互作用可能是在这些Mn $_2$ Au基结中观察到的不寻常的巨大和强大的MR的原因。
2020-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling anisotropic magnetoresistance and spin-orbit coupling in Fe/GaAs/Au tunnel junctions
本文报道了在外延金属半导体系统Fe/GaAs/Au中观察到的隧穿各向异性磁电阻效应。所观察到的电阻的两重各向异性可以通过反转偏置电压来切换，这表明该效应源于界面处的自旋-轨道耦合的干涉。相应的模型计算再现实验结果非常好。
2006-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large magnetoresistance in bcc Co/MgO/Co and FeCo/MgO/FeCo tunneling junctions
通过第一性原理电子结构计算，我们预测bcc Co（100）/MgO（100）/bcc Co（100）和FeCo（100）/MgO（100）/FeCo（100）隧道结的磁电阻可以比Fe（100）/MgO（100）/Fe（100）系统预测的非常大的磁电阻大几倍。这种大的磁阻的起源可以理解使用简单的物理参数，通过考虑垂直于界面的费米能量的电子。对于少数自旋，不存在具有$Δ_1$对称性的状态，而对于多数自旋，仅存在$Δ_1$状态。$Δ_1$态的衰减比MgO势垒内的其它态慢得多。在不存在打破平行于界面的动量守恒的散射的情况下，如果电极的力矩是反平行的，则垂直于界面行进的电子经历全反射。这些论点同样适用于具有其他有序隧道势垒的系统，对于这些系统，势垒中衰减最慢的复能带具有$Δ_1$对称性。实例包括具有由Fe、bcc Co或bcc FeCo电极和Ge、GaAs或ZnSe势垒构成的（100）层的系统。
2004-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Tunnelling anisotropic magnetoresistance effect of single adatoms on a noncollinear magnetic surface
隧道各向异性磁电阻（TAMR）效应描述了自旋极化电子输运对相对于晶轴的磁化方向的敏感性。由于TAMR效应只需要单个磁电极，与隧道磁阻效应相反，它为替代自旋电子学应用提供了一条有吸引力的途径。在这项工作中，我们考虑TAMR效应在单原子的限制，通过调查的各向异性的局域态密度在真空中的过渡金属吸附原子吸附在非共线磁性表面上，单层的Mn W（110）。该表面呈现摆线自旋螺旋基态，相邻自旋之间的角度为173 $^\circ$，从而允许使用扫描隧道显微镜准连续探索吸附原子的TAMR的角度依赖性。用第一性原理计算研究了Co、Rh和Ir吸附原子在Mn/W（110）表面的TAMR，并将我们的结果与磁化方向相关的局域态密度变化联系起来.各向异性效应被发现显着增强的重过渡金属原子的吸附，从我们的计算预测值高达50%。即使使用非磁性STM尖端，这种效应也是可测量的。
2014-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling anisotropic magnetoresistance of NiFe/IrMn/MgO/Pt stack: An antiferromagnet based spin-valve
自旋阀是一种利用载流子的电荷和自旋来实现高阻态和低阻态的微电子器件。在现代硬盘驱动器读头和磁性随机存取存储器中使用的自旋阀结构包括两个铁磁（FM）电极，其相对磁化取向可以在平行和反平行配置之间切换，从而产生期望的巨磁阻效应或隧穿磁阻效应。在本文中，我们证明了>100$%的自旋阀的信号在NiFe/IrMn/MgO/Pt堆叠与反铁磁体（AFM）的一侧和非磁性金属的隧道势垒的另一侧。<50 mT的外磁场使NiFe的FM磁矩发生反转，NiFe对IrMn的交换弹簧效应引起了IrMn的AFM磁矩的旋转，这一点可以通过测量的隧道各向异性磁电阻（TAMR）来检测。我们的工作表明，自旋电子元件的传输特性是由原子力显微镜。它表明，低磁场的敏感性可以结合使用单个磁性电极的大，自旋轨道耦合诱导的磁输运各向异性。AFM-TAMR提供了通过电子输运测量来研究AFM膜的磁特性的手段。
2010-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Tunnel magnetoresistance and spin-transfer-torque switching in polycrystalline Co2FeAl full-Heusler alloy magnetic tunnel junctions on Si/SiO2 amorphous substrates
研究了在Si/SiO2非晶衬底上制备的多晶B2型Co2 FeAl（CFA）全Heusler合金磁性隧道结（MTJ）。采用MgO缓冲层制备了具有（001）取向、高B2有序度和平整表面的多晶CFA薄膜。在7.5 nm厚的MgO缓冲层上，CFA/MgO/CoFe结构的MTJ的隧道磁电阻（TMR）比高达175%。自旋转移力矩诱导的磁化切换实现在MTJ与2 nm厚的多晶CFA膜作为开关层。使用热活化模型，确定本征临界电流密度（Jc。）为8.2 x 10^6 A/cm ^2，其低于外延CFA-MTJ的值2.9 x 10^7 A/cm ^2 [Appl. Phys. Lett. 100，182403（2012）]。我们发现，吉尔伯特阻尼常数评估使用铁磁共振测量的多晶CFA薄膜为~0.015，几乎是独立的CFA厚度（2~18 nm）。多晶MTJ的低Jc 0主要归因于与外延层中的值（~0.04）相比CFA层的低阻尼。
2014-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling Magnetoresistance and Spin-Dependent Diode Performance in Fully Epitaxial Magnetic Tunnel Junctions with Rock-salt Type ZnO/MgO
我们制备了具有双层隧道势垒的完全外延Fe/ZnO/MgO/Fe磁性隧道结（MTJ），其中ZnO具有亚稳态岩盐晶体结构。我们观察到一个高的磁阻比高达96%，在室温下（RT），并发现这些MTJ具有不对称的电流-电压特性，其整流性能在很大程度上取决于铁电极的磁化取向。二极管的责任在零偏置电压（$β_{0}$），这是一个重要的性能指标收获应用，观察到高达1.3 A/W在RT的反平行排列的磁化，同时保持相当低的电阻面积（RA）的产品（几十k ${Ωμ}$ m $^2$）。即使具有相同的顶部和底部电极（Fe），所获得的$β_{0}$值也与由具有多晶相异电极的非晶双层隧道势垒组成的所报道的高性能隧道二极管的值相当。这强烈地表明，外延ZnO/MgO双层隧道势垒是有效的增强$β_{0}$，而没有显着增加的RA。此外，我们证明了零偏置异常的隧道电导，这源于磁振子激发在Fe/势垒界面，起着至关重要的作用，在观察到的自旋相关二极管的性能。结果表明，具有双层隧道势垒的全外延MTJ是建立高性能高频整流系统的有希望的候选者。
2019-06-14 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
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
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
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
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
Negative tunneling magnetoresistance by canted magnetization in MgO/NiO tunnel barriers
通过测量隧道磁电阻和X射线磁圆二色性（XMCD），研究了在磁性隧道结中MgO势垒和铁磁电极之间插入超薄NiO层对隧道磁电阻的影响。磁电阻对偏置电压表现出很高的不对称性，在2.8K时出现负值-16%。我们将此归因于通过XMCD观察到的NiO层中的非共线自旋结构的形成。由于交换作用，界面Ni原子的磁矩相对于易磁化轴发生倾斜，且倾斜角随NiO厚度的增加而减小。非共线自旋密度泛函理论进一步支持了实验观测。
2011-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling anisotropic magnetoresistance in organic spin valves
本文报道了在一个只有一个铁磁电极的有机自旋阀结构中观察到的隧穿各向异性磁电阻效应。该器件是基于一种新的高迁移率的基于二萘嵌苯二酰亚胺的n型有机半导体。该效应源于来自LSMO接触的隧穿注入，因此即使对于太厚而不能支持隧穿穿过层的假设的有机层也可能发生。磁电阻测量显示出清晰的自旋阀信号，具有由外延磁电极的磁晶各向异性引起的典型的两步开关模式。
2011-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High-field magnetoresistance of Fe/GaAs/Fe tunnel junctions
我们研究通过6至10纳米薄外延GaAs（001）的障碍夹在多晶铁膜的运输。除了在低磁场下有明显的隧穿磁电阻效应（TMR）外，我们还观察到在低温下有明显的负磁电阻效应（MR），在高温下有正磁电阻效应。我们发现，负MR贡献只观察到铁磁性铁接触，但如果铁是由铜或金电极取代是不存在的。负MR的可能解释涉及抑制自旋翻转散射或塞曼分裂的隧道势垒。
2004-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossover from Kondo assisted suppression to co-tunneling enhancement of tunneling magnetoresistance via ferromagnetic nanodots in MgO tunnel barriers
最近，它已被证明，磁性隧道结薄氧化镁隧道势垒表现出非常高的隧道磁阻（TMR）值在室温下1，2。然而，通过MgO势垒的自旋相关隧穿物理才刚刚开始解开。使用平面磁性隧道结，其中超薄层的磁性金属沉积在中间的MgO隧道势垒在这里，我们证明了TMR强烈修改时，这些层是不连续的，由小煎饼形状的纳米点。在低温下，在库仑阻塞机制中，对于小于~1 nm厚的层，结的电导在低偏压下增加，与近藤辅助隧穿一致。在同一制度中，我们观察到对德涅斯特河沿岸摩尔多瓦共和国的抑制。对于稍厚的层和相应较大的纳米点，TMR在低偏压下增强，与共隧穿一致。
2007-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant tunnel magnetoresistance and high annealing stability in CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junctions with synthetic pinned layer
我们研究了隧道磁阻（TMR）比和结晶的CoFeB层之间的关系，通过退火的磁性隧道结（MTJ）与MgO的障碍，具有不同的Ru间隔层厚度（tRu）的CoFe/Ru/CoFeB合成亚铁磁钉扎层。随着退火温度（Ta）和tRu的增加，TMR比率增加，在Ta = 425 C时达到361%，而具有钉扎层而没有Ru间隔物的MTJ的TMR比率在Ta超过325 C时降低。钌间隔层在形成（001）取向的bcc CoFeB钉扎层中起重要作用，通过高温退火导致高TMR比。
2006-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Influence of Roughness and Disorder on Tunneling Magnetoresistance
基于无参数电子结构计算，系统地定量研究了界面粗糙度和无序度对FeCo $|$真空$|$ FeCo磁性隧道结磁电阻的影响.表面粗糙度被发现有一个非常强大的自旋极化输运的影响，而在铅（铅组成的替代合金）的无序是较弱的，但仍然足以抑制巨大的隧道磁电阻（TMR）预测理想系统。
2006-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of Boron doping to the tunneling magnetoresistance of Heusler alloy Co2FeAl
本文研究了Boron掺杂对Co2FeAl磁性隧道结的影响，发现掺杂显著改善了结的结构、磁性和输运性质，降低了界面粗糙度并大幅提升了隧穿磁阻，同时在低温退火样品中观察到与隧穿势垒记忆效应相关的两级磁阻现象。
2022-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
