采用B2有序CoFeCrAl等原子Heusler合金的磁隧道结
材料科学
2019-08-14 v1
摘要
等原子四元Heusler合金CoFeCrAl是自旋无隙半导体(SGS)的候选材料。然而,迄今尚无制备结器件的实验尝试。本文报道了在Cr缓冲层上生长、具有CoFeCrAl电极的全外延(001)取向MgO势垒磁隧道结(MTJ)。X射线与电子衍射测量表明,具有原子级平坦表面的(001) CoFeCrAl电极薄膜呈B2有序相。饱和磁化强度为380 emu/cm³,几乎与类Slater–Pauling规则给出值相同;300 K与10 K下的最大隧穿磁电阻比分别为87%和165%。截面电子衍射分析显示该MTJ具有位错较少的MgO界面。输运测量的温度与偏压依赖性表明磁子诱导的非弹性电子隧穿与相干电子隧穿相重叠。X射线磁圆二色性(XMCD)测量显示B2有序CoFeCrAl中Co与Fe磁矩呈铁磁排列,这与针对具有SGS特性的Y有序态所预测的铁磁排列相反。考虑Cr-Fe置换无序的第一性原理计算定性解释了XMCD结果。最后,讨论了Cr-Fe置换无序对电子态允许相干电子隧穿能力的影响。
引用
@article{arxiv.1905.04070,
title = {Magnetic tunnel junctions with a B2-ordered CoFeCrAl equiatomic Heusler alloy},
author = {Tomoki Tsuchiya and Tufan Roy and Kelvin Elphick and Jun Okabayashi and Lakhan Bainsla and Tomohiro Ichinose and Kazuya Suzuki and Masahito Tsujikawa and Masafumi Shirai and Atsufumi Hirohata and Shigemi Mizukami},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.04070},
year = {2019}
}