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隧道結(jié)磁阻效應(yīng)研究發(fā)展史 - 磁傳感器知識 - 設(shè)計資料
磁傳感器知識

隧道結(jié)磁阻效應(yīng)研究發(fā)展史

發(fā)布日期:2012年01月04日    瀏覽次數(shù):17275

 早在1975 年, Julliere就在Co/Ge/Fe磁性隧道結(jié)(Magnetic Tunnel Junctions , MTJs)(注:MTJs的一般結(jié)構(gòu)為鐵磁層/非磁絕緣層/鐵磁層(FM/I/FM)的三明治結(jié)構(gòu))中觀察到了TMR效應(yīng),。但是,這一發(fā)現(xiàn)當時并沒有引起人們的重視,。在這之后的十幾年內(nèi),,TMR 效應(yīng)的研究進展十分緩慢(注:TMR效應(yīng)產(chǎn)生機理是自旋相關(guān)的隧穿效應(yīng),。)

 1988年,巴西學(xué)者Baibich在法國巴黎大學(xué)物理系Fert教授領(lǐng)導(dǎo)的科研組中工作時,首先在Fe/Cr多層膜中發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻(GMR)效應(yīng),。TMR效應(yīng)和GMR效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了凝聚態(tài)物理學(xué)中新的學(xué)科分支——磁電子學(xué)的產(chǎn)生,。20年來,GMR效應(yīng)的研究發(fā)展非常迅速,,并且基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究幾乎齊頭并進,,已成為基礎(chǔ)研究快速轉(zhuǎn)化為商業(yè)應(yīng)用的國際典范。

 隨著GMR效應(yīng)研究的深入,,TMR效應(yīng)開始引起人們的重視,。盡管金屬多層膜可以產(chǎn)生很高的GMR值,但強的反鐵磁耦合效應(yīng)導(dǎo)致飽和場很高,,磁場靈敏度很小,,從而限制了GMR效應(yīng)的實際應(yīng)用。MTJs中兩鐵磁層間不存在或基本不存在層間耦合,,只需要一個很小的外磁場即可將其中一個鐵磁層的磁化方向反向,,從而實現(xiàn)隧穿電阻的巨大變化,故MTJ s較金屬多層膜具有高得多的磁場靈敏度,。同時,,MTJs這種結(jié)構(gòu)本身電阻率很高、能耗小,、性能穩(wěn)定,。因此,MTJs無論是作為讀出磁頭,、各類傳感器,,還是作為磁隨機存儲器(MRAM),都具有無與倫比的優(yōu)點,,其應(yīng)用前景十分看好,,引起世界各研究小組的高度重視。

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               圖1  隧道結(jié)磁阻效應(yīng)研究發(fā)展史