基于 CoFeB 合成反铁磁自由层的 MgO 势垒磁隧道结中的电流诱导磁化翻转
材料科学
2009-11-13 v1
摘要
我们研究了在基于 MgO 的磁隧道结 (MTJs) 中使用合成反铁磁 (SyF) 自由层对电流诱导磁化翻转 (CIMS) 的影响，特别是针对自旋转移力矩随机存取存储器 (SPRAM) 的应用。所采用的 SyF 自由层具有 Co40Fe40B20/Ru/Co40Fe40B20 和 Co20Fe60B20/Ru/Co20Fe60B20 结构，MTJs(100x(150-300) nm^2) 在 300oC 下进行了退火。使用 SyF 自由层在不降低热稳定性因子（E/kBT，其中 E、kB 和 T 分别为能量势垒、玻尔兹曼常数和温度）的情况下，实现了较低的本征临界电流密度 (Jc0)。当强反铁磁耦合的 SyF 自由层的两个 CoFeB 层厚度相同时，Jc0 降低至 2-4x10^6 A/cm^2。这种低 Jc0 可能是由于 CoFeB/Ru 界面处大自旋积累下有效体积减小所致。E/kBT 超过 60，导致保留时间超过十年，并抑制了 SPRAM 的写入电流分散。使用 SyF 自由层还实现了零场下的双稳态（平行/反平行）磁化构型，从而无需施加外场来补偿偏移场即可实现 CIMS。
引用
@article{arxiv.0801.1355,
title = {Current-induced magnetization switching in MgO barrier magnetic tunnel junctions with CoFeB based synthetic ferrimagnetic free layers},
author = {Jun Hayakawa and Shoji Ikeda and Katsuya Miura and Michihiko Yamanouchi and Young Min Lee and Ryutaro Sasaki and Masahiko Ichimura and Kenchi Ito and Takayuki Kawahara and Riichiro Takemura and Toshiyasu Meguro and Fumihiro Matsukura and Hiromasa Takahashi and Hideyuki Matsuoka and Hideo Ohno},
journal= {arXiv preprint arXiv:0801.1355},
year = {2009}
}
备注
6 pages