以超薄Co2MnSi为插层的全MnGa基垂直磁隧道结

摘要

基于自旋转移力矩效应的磁随机存储器件(STT-MRAM）兼备了存储密度高、功耗低、数据处理速度快、热稳定性强和非易失性等诸多优势,是相关领域的研究热点.然而,这些优点对STT-MRAM的核心结构---具有垂直易磁化特性的隧道结(p-MTJ）提出了很高要求.随着研究的不断深入,人们发现广泛研究的界面诱导垂直易磁化材料体系存在明显的缺陷.对以MnGa为铁磁电极的磁隧道结进行了深入研究，利用分子束外延（MBE）技术首先在GaAs(001)衬底上成功实现了全MnGa 诱导p-MTJ 的制备。为缓冲MnGa 电极与MgO势垒层之间的晶格失配，我们在二者之间加入了超薄的半金属Heusler合金Co2MnSi插层，组成了以MnGa/Co2MnSi/MgO/Co2MnSi/MnGa 为核心的器件结构，其中插层材料的磁化状态可以通过MnGa 与Co2MnSi间强大的反铁磁交换耦合作用进行有效调控。