磁隧道结机理及其应用研究
隧道磁电阻技术在电力系统传感测量中的应用
隧道磁电阻技术在电力系统传感测量中的应用摘要本文概述了隧道磁电阻（TMR）效应的技术原理，着重介绍了基于TMR 效应的传感器的工作原理和性能特性，分析了其存在的优势和不足，展望了TMR 技术在电力系统中的应用前景。
关键词隧道磁电阻效应；传感器；电力系统0引言传感测量技术贯穿了电力系统发电、输电、变电、配电、用电和调度等主要环节，是实现电力系统智能化的必要条件[1]。
传感器技术的进步与材料学中新发现密切相关。
隧道磁电阻效应是近年新发现的物理现象，本文主要讨论隧道磁电阻技术在电力系统传感测量中的应用。
1磁电阻效应1.1巨磁电阻效应图1 Fe/Cr多层膜电阻与磁场的关系磁电阻效应是指由磁场引起的材料电阻率发生变化的现象，其变化大小的比率称为磁电阻变化率，记为MR=Δρ/ρ(H)=[ρ(0)-ρ(H)]/ρ(H)。
大多数磁性金属都存在磁电阻效应效应，但MR值很小，一般低于3%，因此实用性较低。
1988年，科学家在Fe/Cr多层膜中发现了巨磁电阻效应(Giant MagnetoResistance Effect，GMR效应)（图1）。
GMR效应的MR值接近50%，因此很快实现工业应用并成为大容量硬盘制造的关键技术。
2007年发现GMR效应的两位科学家获得了诺贝尔物理奖[2]。
GMR技术已应用于多种磁敏传感器中，但由于层间交换耦合导致饱和磁场较高，影响了基于GMR技术的传感器的敏感度。
1.2 隧道磁电阻效应随着GMR效应研究的深入，在铁磁层/非磁绝缘层/铁磁层类型磁性隧道结（Magnetic Tunnel Junction，MTJ）（图2）中发现了隧道磁电阻效应（Tunnel MagnetoResistance Effect，TMR效应），其MR值可以达到400%。
ＴＭＲ效应来源于电子自旋相关的隧穿效应，即当两铁磁层平行时，一个磁性层中的多数自旋子带的电子将进入另一磁性层中多数自旋子带的空态，少数自旋子带的电子也将进入另一磁性层中少数自旋子带的空态，总的隧穿电流较大，磁性隧道结为低阻态；若两磁性层反平行时，一个磁性层中的多数自旋子带的电子将进入另一磁性层中少数自旋子带的空态，而少数自旋子带的电子将进入另一磁性层中多数自旋子带的空态，这种状态的隧穿电流比较小，是高阻态。
隧道效应及其应用
隧道效应及其应用隧道效应是指电荷穿过微小通道时，隧道效应波在均匀媒质中传播，并在微小距离内消失，也就是说，将一种粒子注入到一个势垒中时，隧道效应将允许这种粒子到过势垒。
在材料科学技术中，隧道效应有着广泛的应用。
例如，金属-绝缘体-金属隧道结是一种重要的电子器件。
它在纳米电子学、超导电子学、晶体管和以太网协议等多种领域得到广泛应用。
本文将探讨隧道效应的相关知识和其应用。
一、隧道效应的基础知识隧道效应是一种量子力学现象，是发生在纳米尺度下的粒子动力学现象。
在典型的隧道效应过程中，电子“透过”屏障，而非越过屏障。
隧道效应中的关键因素是隧道势垒的高度和宽度，这是隧道效应发生的必要条件。
隧道效应是由卡尔·波普尔（Karl Popper）首先提出的，通过用微波照射大约10mm范围内的铍结构，波普尔和一组研究人员成功地验证了隧道效应假说。
事实上，隧道效应已经成为科学研究的基础，作为微电子器件的设计和制造过程中重要的一环。
二、金属-绝缘体-金属隧道结的应用金属-绝缘体-金属（MIM）隧道结是一种电子器件，其制备工艺为将绝缘层夹在两层金属层之间。
这种器件的应用可追溯到20世纪70年代，当时Dr. James Francis Gibbons将其应用于元越隧道效应（ESD）测量。
十年后，MIM隧道结被首次用于超导磁通量量子位的变化探测器。
现在，MIM隧道结被广泛运用于各种电子器件，包括晶体管、存储器、逻辑门和模拟单元。
这些器件源自于MIM隧道结具有优秀的诸如电流电压特性和噪声特性的性质。
三、隧道效应在半导体行业的应用半导体行业中，隧道效应在器件的制造和测试过程中具有重要的作用。
隧道效应被用作某些器件的基础结构，这些器件包括MOSFET、BIT、TET和BJT等。
在制造这些器件时，隧道效应被用作材料特性的测定和校准。
此外，隧道效应还被用于各种类型的测量，包括光子计数、电子自旋共振（ESR）、电子电感（ELI）测量等。
隧道磁电阻效应的物理原理
隧道磁电阻效应的物理原理隧道磁电阻（TMR）效应是一种特殊的磁电阻效应，它在隧穿结构中的两个磁性电极之间测量电流时观察到。
隧道磁电阻现象的发现和物理机制的解释对信息存储和传输领域具有重要意义。
隧道磁电阻效应的物理原理可以通过平行磁化的自旋极化电流通过两个磁性电极之间的绝缘材料而实现。
当两个磁电极的磁化方向相同时，电流可以通过绝缘材料，而当两个磁电极的磁化方向相反时，电流是隧穿的。
这种自旋极化电流随磁化方向的改变而改变，导致隧道磁电阻的变化。
隧道磁电阻效应的物理机制涉及到自旋极化和量子力学隧穿的原理。
自旋极化是指在磁场中自旋向上和向下的态分别具有不同的自旋密度。
在隧穿过程中，电子经过绝缘层，其自旋会沿着磁化方向来决定穿越壁的概率。
自旋向上的电子能够减小自旋向下的散射态，因此在磁化方向相同的情况下，电子更容易穿过绝缘层。
而当磁化方向相反时，电子更容易被散射，穿越壁的概率减小，从而导致电流的减小。
此外，该效应的物理机制还涉及到量子力学的隧穿效应。
隧穿是指粒子在经典力学下无法达到的能量大于势垒的区域，但在量子力学描述下，存在一定的概率穿越势垒。
绝缘层实际上形成了一个能垒，电子需要具有足够的能量才能穿过。
但是，由于磁电极的自旋极化导致了势垒的高度发生变化，因此穿越概率也发生改变。
这种自旋诱导的调控使得电流通过绝缘层的变化变得可能。
综上所述，隧道磁电阻效应的物理原理可以归结为两个方面。
首先，自旋极化使得磁化方向相同的电流更容易通过隧穿结构，而磁化方向相反的电流更容易被散射。
其次，量子力学的隧穿效应使得自旋调控下的隧道磁电阻变得可能。
这种物理原理的理解对于设计和优化隧道磁电阻器件具有重要意义，同时也为开发相关的应用提供了基础。
自旋力矩铁磁共振的应用及机理研究
自旋力矩铁磁共振的应用及机理研究自旋力矩铁磁共振的应用及机理研究自旋力矩铁磁共振（spin-torque ferromagnetic resonance, ST-FMR）是一种基于磁性材料中自旋转矩相互作用的现象。
它被广泛应用于磁性存储器、自旋电子器件等领域，为实现高性能、低能耗的设备提供了新思路。
自旋力矩铁磁共振基于自旋转矩的反转运动，其机理是自旋之间的相互作用。
在自旋转矩系统中，自旋力矩可以通过自旋－角动量相互作用和自旋－自旋相互作用实现。
在外加磁场作用下，自旋力矩发生预向性翻转，这种翻转可以通过磁化动力学的引入得到刺激，即自旋力矩铁磁共振。
自旋力矩铁磁共振的应用涵盖了许多领域。
在磁性存储器中，自旋力矩铁磁共振可以实现高密度的信息存储和读写。
与传统存储器相比，自旋力矩铁磁共振具有更快的速度和更低的功耗，可以提高存储器的性能。
在自旋电子器件中，自旋力矩铁磁共振可以用于实现磁性隧道结封装的磁阻效应。
这种磁阻效应可以用来传输和操作自旋信息。
另外，自旋力矩铁磁共振还可以应用于自旋霍尔效应、自旋传输和自旋操控等领域。
自旋力矩铁磁共振的实现和应用涉及到多个方面。
首先，必须有合适的材料作为磁性层，能够实现自旋力矩的翻转。
磁性层通常由过渡金属（如铁、镍等）和过渡金属与稀土元素的合金组成，通过合适的厚度和结构设计可调控自旋力矩的翻转速度。
其次，外加磁场和电流是实现自旋力矩铁磁共振的关键。
外加磁场可以产生磁化动力学力矩，促使自旋力矩的翻转。
电流通过自旋极化效应影响自旋力矩的翻转和能量耗散。
最后，需要适当的封装和探测技术来实现自旋力矩铁磁共振的观测和控制。
常用的封装技术有磁性隧道结封装、自旋霍尔效应等。
探测技术主要通过电阻和信号传感器来实现。
近年来，自旋力矩铁磁共振已成为磁存储和自旋电子学领域的研究热点。
研究者们通过改进材料性质、优化器件结构和引入新的物理机制，不断提高自旋力矩铁磁共振的效率和稳定性。
在此基础上，已经成功实现了自旋力矩铁磁共振的高速读写存储器、低功耗磁性逻辑器件等。
隧道磁阻技术(TMR)及其应用简介
隧道磁阻技术（TMR）及其应用简介一、概述1、磁阻概念：材料的电阻会因外加磁场而增加或减少，电阻的变化量称为磁阻（Magnetoresistance）。
物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。
同霍尔效应一样，磁阻效应也是由于载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的。
从一般磁阻开始，磁阻发展经历了巨磁阻（GMR）、庞磁阻（CMR）、异向磁阻（AMR）、穿隧磁阻（TMR）、直冲磁阻（BMR）和异常磁阻（EMR）。
2、磁阻应用：磁阻效应广泛用于磁传感、磁力计、电子罗盘、位置和角度传感器、车辆探测、GPS导航、仪器仪表、磁存储(磁卡、硬盘)等领域。
磁阻器件由于灵敏度高、抗干扰能力强等优点在工业、交通、仪器仪表、医疗器械、探矿等领域得到广泛应用，如数字式罗盘、交通车辆检测、导航系统、伪钞检别、位置测量等。
3、穿隧磁阻效应（TMR）：穿隧磁阻效应是指在铁磁-绝缘体薄膜(约1纳米)-铁磁材料中，其穿隧电阻大小随两边铁磁材料相对方向变化的效应。
TMR 效应由于具有磁电阻效应大、磁场灵敏度高等独特优势，从而展示出十分诱人的应用前景。
二、穿隧磁阻效应（TMR）的物理简释从经典物理学观点看来，铁磁层（F1）+绝缘层（I）+铁磁层（F2）的三明治结构根本无法实现电子在磁层中的穿通，而量子力学却可以完美解释这一现象。
当两层铁磁层的磁化方向互相平行，多数自旋子带的电子将进入另一磁性层中多数自旋子带的空态，少数自旋子带的电子也将进入另一磁性层中少数自旋子带的空态，总的隧穿电流较大，此时器件为低阻状态；当两层的磁铁层的磁化方向反平行，情况则刚好相反，即多数自旋子带的电子将进入另一磁性层中少数自旋子带的空态，而少数自旋子带的电子也进入另一磁性层中多数自旋子带的空态，此时隧穿电流较小，器件为高阻状态。
可以看出，隧道电流和隧道电阻依赖于两个铁磁层磁化强度的相对取向，当磁化方向发生变化时，隧穿电阻发生变化，因此称为隧道磁电阻效应。
图1 TMR磁化方向平行和反平行时的双电流模型TMR效应的产生机理和特点在铁磁材料中, 由于量子力学交换作用, 铁磁金属的3d轨道局域电子能带发生劈裂, 使费米( Ferm i)面附近自旋向上和向下的电子具有不同的能态密度。
《2024年垂直磁各向异性隧道结中磁矩翻转机理的综合研究》范文
《垂直磁各向异性隧道结中磁矩翻转机理的综合研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展，垂直磁各向异性隧道结（Perpendicular Magnetic Anisotropy Tunneling Junctions，PMA-TJs）在信息存储和数据处理领域的应用越来越广泛。
其核心的物理机制在于磁矩的翻转过程，即从一种稳定状态切换到另一种稳定状态。
这一过程涉及到了材料科学、物理、化学等多个领域的知识。
本文旨在综合研究垂直磁各各向异性隧道结中磁矩翻转的机理，为相关研究提供理论依据和实验参考。
二、垂直磁各向异性隧道结的基本原理垂直磁各向异性隧道结是一种特殊的磁性材料结构，其磁矩方向主要沿着与表面垂直的方向。
其基本原理是：在外加磁场的作用下，通过调整材料内部的电子结构，使得磁矩从原来的状态翻转到新的状态。
在这个过程中，涉及到材料内部的电子、原子和分子的相互作用。
三、磁矩翻转的机理磁矩的翻转是一个复杂的过程，涉及到许多物理机制。
本文将重点从以下几个方面进行综合研究：1. 磁场诱导的磁矩翻转：当外加磁场足够强时，可以克服材料的内禀磁性，使磁矩发生翻转。
这一过程涉及到磁场与材料内部电子的自旋、轨道角动量等之间的相互作用。
2. 热诱导的磁矩翻转：随着温度的升高，材料的热运动加剧，使得磁矩的翻转变得更加容易。
这一过程涉及到材料内部的热力学性质和动力学过程。
3. 电流诱导的磁矩翻转：通过在隧道结中施加电流，可以改变材料的电子结构，从而诱导磁矩的翻转。
这一过程涉及到电流与材料内部电子的相互作用。
4. 交换偏置效应：在某些情况下，由于界面处的交换耦合作用，使得磁矩的翻转受到额外的限制或驱动。
这种效应涉及到界面处原子或分子的相互作用。
四、实验研究及分析为了深入研究垂直磁各向异性隧道结中磁矩的翻转机理，我们进行了一系列实验研究。
通过改变外加磁场、温度和电流等参数，观察和分析磁矩的翻转过程。
实验结果表明：1. 在较低的外加磁场下，磁场诱导的磁矩翻转占主导地位。
巨磁阻效应的原理及应用
巨磁阻效应的原理及应用1. 引言巨磁阻效应（Giant Magneto Resistance，简称GMR）是一种材料特性，是指在外加磁场下，材料电阻发生大幅度变化的现象。
由于其在信息存储、传感器等领域具有广泛的应用，因此对其原理及应用进行深入研究和了解具有重要意义。
2. 巨磁阻效应的原理巨磁阻效应源于磁性多层结构材料中的自旋阻尼效应和磁性交换效应。
当多层结构材料中的两个磁性层之间被非磁性层隔开时，自旋极化电流通过这些层会引起阻尼之间的传递，导致电阻发生变化。
巨磁阻效应的原理可以用以下几点进行解释：•磁性多层结构：采用多层薄膜结构，其中包含不同磁性层和非磁性层。
•自旋极化电流：施加自旋极化电流时，电子的自旋会对电子传输产生影响。
•自旋阻尼效应：自旋极化电流通过磁性层时，会与该层磁矩发生相互作用，引起自旋的阻尼。
•磁性交换效应：自旋极化电流引起的自旋阻尼会与相邻磁性层之间的磁性交换作用产生耦合，导致电阻变化。
3. 巨磁阻效应的应用3.1 磁存储器巨磁阻效应在磁存储器中有广泛应用。
磁存储器利用外加磁场的变化，改变磁性多层结构材料中的电阻，从而存储和读取信息。
巨磁阻效应的高灵敏度和可控性，使得磁存储器具有更高的容量和更快的速度。
3.2 磁传感器巨磁阻效应也可以应用于磁传感器中。
磁传感器利用材料的电阻变化来感应磁场的变化。
巨磁阻传感器具有高灵敏度、宽工作范围和低功耗的特点，广泛应用于磁测量、地磁导航和磁生物学等领域。
3.3 磁电阻头巨磁阻效应还可以用于磁电阻头的制造。
磁电阻头是读取硬盘驱动器中存储信息的装置，利用材料电阻的变化来感知磁场中的数据。
巨磁阻效应的高灵敏度和稳定性，使得其在磁电阻头中有广泛的应用。
3.4 其他应用领域除了上述应用领域，巨磁阻效应还可应用于磁生物学、磁传导等领域。
例如，巨磁阻效应可以用于生物传感器中，实现对生物磁场的检测和分析。
此外，巨磁阻效应还可以用于磁传导器件中，实现磁传导的控制和调节。
磁隧道结
图2
磁隧道结的制备和性质测量
为了使两个铁磁层 的磁化强 度能够平行或反平 行排列 , 可 以采用如下 方法 : (1)沉积钉扎层；(2)沉积 MnFe等反铁磁藕合层；(3)两个铁磁层分别选 用矫顽力不同的材料 , 如 CoFe和 NiFe；(4)通过控制制备条件使铁磁层具有 不同的矫顽力。 测量隧道结的输运特性需采用电流垂直膜面 (CPP)方式。因此隧道结的 制备常采用两种特别技术 , 一是光刻，另一种是原位掩膜。光刻的优点是结 的数目和尺寸比较容易控制 , 但制备过程较复杂。
应用和展望
谢谢观看！
2015年9月15日
结构简介
磁隧道结（MTJs）
在两块铁磁薄片之间夹一 层厚度约为0.1nm的极薄绝缘层， 构成所谓的结元件。
磁电阻效应TMR
在铁磁材料中，由于量子力学交换作用，铁磁金 属的 3d轨道局 域电子能带发生劈裂，使费米(Fermi)面附近自旋向上和向下的电子具 有不同的能态密度。 在 MTJs中，TMR效应的产生机理是自旋相关 的隧穿效应。MTJs 的一般结构为铁磁层 /非磁绝缘 层 /铁磁层(FM/I/FM) 的三明治结构。 饱和磁化时，两铁磁层的磁化方向互相平行，而通常两铁磁层的矫顽 力不同，因此反向磁化时，矫顽力小的铁磁层磁 化矢量首先翻转，使 得两铁磁层的磁化方向变成反 平行。电子从一个磁性层隧穿到另一个 磁性层的隧 穿几率与两磁性层的磁化方向有关。
图1
如图1所示,若两层磁化方向互相平行， 则在一个磁性层中，多数自旋子带的电子将 进入另一磁性层中多数自旋子带的空态，少 数自旋子带的电子也将进入另一磁性层中少 数自旋子带的空态，总的隧穿电流较大；若 两磁性层的磁化方向反平行，情况则刚好相 反，即在一个磁性层中，多数自旋子带的电 子将进入另一磁性层中少数自旋子带的空态, 而少数自旋子带的电子也将进入另一磁性层 中多数自旋子带的空态,这种状态的隧穿电 流比较小。 因此,隧穿电导随着两铁磁层磁化方向 的改变而变化，磁化矢量平行时的电导高于 反平行时的电导。
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２． 铁磁 ＴＭＲ 效应的应用 磁隧道巨磁电阻效应以饱和磁场低、磁阻效应大等优点受到广泛 注意[6]。在高密度存贮方面,将使计算机外存贮的容量取得突破性的增 长；在计算机内存方面, 将引起内存芯片的革命；在自动化传感器方面 将引起传感器的更新换代。目前, 硬盘密度以每年 60%的速度增长,1994 年,IBM 公司在硬盘中使用了自旋阀 GMR 读出磁头,密度为 1GB/in2,1997 年,IBM 公司宣布具有商业价值的采用 GMR 作读出磁头的计算机硬盘 研制成功, 这意味着将使硬盘存储量从几个 GB 增至 20- 30GB 甚至更 大。事实证明,这种方法是正确的。运用巨磁电阻效应,可发展一种磁性 随机存贮器(MRAM)。和 RAM 相比,它具有非易失性、抗辐射、抗干扰、功 耗低、使用寿命长、成本低等优点。出于 TMR 效应原理,它可以进一步减 少每位体积,而不影响读出灵敏度,尤其,磁隧道结的阻抗比与半导体装 置具有很好的兼容性。此时, 隧道巨磁电阻需要小电流、低电压信号,因 而进入时间短。利用隧道巨磁电阻效应可以进一步提高存贮密度和实 现快速存取。同时,MRAM 在蜂窝电话、传真机、录像机、数字照相机和 大容量存贮器等方面有着广泛的应用前景。磁隧道巨磁电阻材料可以 做成各种高感度磁传感器,它可以对微弱磁场信号进行传感。由于体积 小、可靠性高、响应范围宽, 在自动化技术、家用电器、商标识别、卫星定 位、导航系统等领域以及精密测量技术方面有着广泛的应用前景。
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ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｖｉａ ｒｏｂｕｓｔ ３Ｄ ｐｏｉｎｔ ｍａｔｃｈｉｎｇ［Ａ］． Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ－ＩＰＭ Ｉ９９［Ｃ］．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＵＳＡ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－ Ｖｅｒｌａｇ Ｐｒｒｅｓｓ，１９９９，１６８￣１８１．
（上接第 88 页） 单目标的优化命题，而在实际工程应用中经常会碰 到很多多目标优化命题，PSO 在解决此类问题方面的研究还需要进一 步加强。
随着 PSO 算法和一些相关领域学科的发展，PSO 算法一定会大显 身手并有新的突破。本文希望读者能够对 PSO 算法原理、特点和应用范 围有初步的认识，从深度和广度上进一步研究和发展 PSO 算法。
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［１０］张煜，刘哲星等．用平滑薄板样条实现医学图象的弹性配准． 中国图像图形学报，２００３，８（２）：２０９￣２１３．
1- P1P2 其中:P1、P2 分别表示相邻两铁磁层中电子的自旋极化度。Julliere 模 型十分简洁,但没有考虑自旋翻转和绝缘层势垒对电子隧穿的影响。
(a) 低阻，平行
(b)高阻，反平行
图 1 磁隧道结(MTJ)中两铁磁层磁化平行与反平行时电子隧穿情况示意图[4]
由 Slonczewski[1]提出的隧穿理论认为:势垒高度对电子的隧穿有重
［６］Ｔｓａｏ， Ｊ． ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ａｒｔｉｆａｃｔｓ ｉｎ ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌｉｔｙ ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｔｕａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Ｍｅｄ．Ｉｍａｇｉｎｇ， ２００３，２２：８５４￣８６４．
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［８］Ｓｈｅｋｈａｒ，Ｒ．，Ｚａｇｒｏｄｓｋｙ，Ｖ．Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ ａｎｄ ｆｏｕｒ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｅｓ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｖｏｘｅｌ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ． Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｉｃｓ， ２００３，２３（６）：１６７３￣１６８１．
要影响。在 Julliere 和 Slonczewski 模型的基础上,磁隧道 TMR 的理论研究
还包括考虑自旋翻转、磁性杂质、表面态和 Coulomb 阻塞效应等因素的影
响,但尤其值得关注的是 2004 年 Brey 等[5]关于 Ga MnAs/AlAs/GaMnAs 稀
磁性半导体隧道结的研究报道认为:当存在电子自旋轨道强烈作用的情 况下，Julliere 模型中自旋守恒假设将不能成立。此时,TMR 值不仅与自 旋极化度和势垒层厚度有关, 电流方向与磁化方向的夹角对 TMR 也有 较大的影响。研究结果表明:Brey 理论比 Julliere 模型能更好地描述存在 强自旋轨道作用时磁隧道结的 TMR 效应, 对研究与开发新型功能的自 旋阀器件有重要意义。
［７］Ｒ．， Ｚａｇｒｏｄｓｋｙ． Ｍｕｔｕａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄ ｒｉｇｉｄ ａｎｄ ｎｏｎｒｉｇｉｄ ａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ＩＶ．Ｐｅｒｔｈ，Ａｕｓｔｒａｌｉａ， １９９５：１９４２－１９４８
科技信息
高校理科研究
磁隧道结机理及其应用研究
闽江学院物理学与电子信息工程系 沈耀国 鄢仁文 张岱宇
［摘 要］本文主要概述了磁隧道结的机理，可知隧道结电阻的产生并非源于传导电子自旋相关散射，而是自旋相关遂穿过程。在此 基础上，介绍了该材料的应用。 ［关键词］磁隧道结 巨磁电阻 自旋相关
随着磁电阻效应研究的深入,基于自旋极化电子隧穿的隧道结巨磁 电阻(TMR)效应开始为人们所重视。早在 1975 年,Slonczewski[1]首先提出 以铁磁金属和绝缘层制备磁隧道结的设想,并由 Julliere 等[2]在 Fe/Ge/Co 多层膜结构中得到实验论证。研究结果表明:随着 TMR 效应研究的深入 与制备技术的发展,人们将会不断探索研究出高室温 TMR 材料,而且不 仅可在制备成本昂贵的多层膜隧道结中实现 TMR 效应,在成本较低、具 有纳米尺度微结构的颗粒膜或多晶材料中也可实现 TMR 效应, 从而有 利于促进 TMR 磁电阻材料的商业化应用。因此，有必要对隧道结的形 成机理做一些研究。