Dissertação

Current induced switching in sub-micrometric perpendicular magnetic anisotropy MTJs EVALUATED

O spin-transfer torque tem interesse para aplicações em memórias magnetoresistivas, permitindo reduzir o consumo de potência e o tempo de operação. Obter simultaneamente magnetoresistência elevada, produto RA baixo, baixa corrente crítica e elevada estabilidade térmica em stacks de junção de efeito de túnel (JET) prende-se na optimização da stack. Neste trabalho, a nanofabricação em amostras JET foi continuada, com resultados positivos para dimensões entre 300 nm e 1000 nm. Valores de MR entre 20-30% aumentam para aprox. 150% após recozimento a temperaturas ~300ºC - 400ºC. Caracterização R(H) mostra que uma anisotropia no plano em amostras pré-recozimento se torna num eixo perpendicular para recozimento a temperaturas ~300ºC, e pode retornar para uma configuração no plano ou tornar-se ambígua devido ao acoplamento ferromagnético entre camadas magnéticas a temperaturas mais elevadas. As curvas R(I) mostram comportamentos distintos, incluindo transições entre 2 estados resistivos reversíveis, mas também estados resistivos intermédios, saltos de Barkhausen e remanência de resistência elevada com aplicação de campo magnético, mas não com corrente aplicada, indicando inversão da magnetização não-coerente. Densidades de corrente crítica Jc, calculadas na ordem de 2x10^10 A/m^2, mostram uma correlação com o material espaçador, mostrando Jc maiores para um espaçador de Ta, enquanto com o material de buffer não é extraída nenhuma correlação. Os valores de Jc são consideravelmente menores na amostra com espessura da camada livre de 1.4nm, na ordem de 1x10^9 A/m^2, mas a presença de um acoplamento ferromagnético das camadas magnéticas dá origem a um desvio elevado da curva R(I).
Spin-transfer torque, Inversão induzida por corrente, Anisotropia magnética perpendicular, Nanofabricação, Junção de efeito de túnel

Novembro 15, 2018, 10:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Susana Isabel Pinheiro Cardoso de Freitas

Departamento de Física (DF)

Professor Associado

ORIENTADOR

Ana Neves Vieira da Silva

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar Convidado