具有周期性光栅势垒的磁隧道结的温度效应

我们发展了一种隧穿理论，用以描述具有周期性光栅势垒的磁隧道结（MTJ）的隧穿磁阻（TMR）的温度依赖性。通过 Patterson 函数方法，该理论可轻松处理势垒晶格畸变对电子隧穿过程的影响。势垒的晶格畸变对温度敏感，并可由应变的热弛豫相当容易地减弱，因此电子的隧穿过程随系统温度变化而显著改变。这正是 TMR 温度依赖性的物理机制。由此我们发现，TMR 随温度升高而下降主要由反平行电阻（$R_{AP}$）的变化所承载，而平行电阻（$R_{P}$）变化极小，相较 $R_{AP}$ 似乎大致恒定；并且对于退火 MTJ，$R_{AP}$ 对应变显著比 $R_{P}$ 更敏感，而对于未退火 MTJ，$R_{P}$ 与 $R_{AP}$ 均对应变不敏感。这些均与基于 MgO 的 MTJ 实验相符。其他相关性质亦作了讨论。