薄型隧结阱中电子迁移：纳米收窄、局部加热及直接力与风力

最近在薄隧结阱中观察到电流诱导电阻开关 (CIS) 效应，即 FM/I/FM 结构。该效应被归因于绝缘层 (I) 中纳米收窄处金属原子的电子迁移。本文研究 CIS 效应受非磁性 (NM) Ta 薄层影响的情况，该薄层垂直于 AlO$_x$ 绝缘层。结果表明，随着最大施加电流 ($I_{max}$) 的增大，电阻开关增强，直至在 $I_{max} \sim 65$ mA 时达到约 60% 的 CIS 稳定平台。然而，此高电流也导致约 9% 的不可逆电阻下降，表明隧结层发生退化。观察到在 $\pm I_{max}$ 附近出现负电导率的电压-电流特征，归因于隧结阱中的局部加热。FM/NM/I/FM 结构中电阻开关的电流方向（顺时针）与 FM/I/FM 隧结阱（逆时针）相反。本文将从直接力与风力引起的电子迁移之间的竞争来讨论此效应。我们将指出，直接力在 Ta (NM) 层中主导电子迁移，而风力贡献在 CoFe (FM) 层中占主导地位。