Туннельное магнетосопротивление

Туннельное магни́тное сопротивле́ние или туннельное магнитосопротивление (сокр. ТМС, англ. Tunnel magnetoresistance, сокр. TMR) — квантовомеханический эффект, проявляется при протекании тока между двумя слоями ферромагнетиков разделенных тонким (около 1 нм) слоем диэлектрика. При этом общее сопротивление устройства, ток в котором протекает из-за туннельного эффекта, зависит от взаимной ориентации полей намагничивания двух магнитных слоев. Сопротивление выше при перпендикулярной намагниченности слоев. Эффект туннельного магнитного сопротивления похож на эффект гигантского магнитного сопротивления, но в в нем, вместо слоя немагнитного металла используется слой изолирующего туннельного барьера.

Эффект был открыт в 1975 Мишелем Жюльером, использовавшим железо в качестве ферромагнетика и германий в качестве диэлектрика. Он проявлялся при температуре 4.2 К, поэтому не привлек к себе внимания, из-за отсутствия практического применения^[1].

При комнатной температуре, действие эффекта было открыто в 1995 году впервые Терунобу Миязаки и независимо от него группой ученых во главе с Джагадишем Мудера, при возобновления интереса к исследованиям в этой области, после открытия эффекта гигантского магнитного сопротивления. В настоящее время на основании эффекта туннельного магнитного сопротивления создана магниторезистивная оперативная память (MRAM), и он также применяется в считывающих головках жестких дисков.

В 2001 году группа Батлера и группа Матона независимо сделали теоретическое предсказание, что при использовании железа в качестве ферромагнетика и оксида магния в качестве диэлектрика, эффект туннельного магнитного сопротивления может возрасти на несколько тысяч процентов. В 2004 году, группа Перкина и группа Юаса смогли изготовить устройства на основе Fe/MgO/Fe и достичь величины туннельного магнитосопротивления в 200% при комнатной температуре. В 2007 году, устройства на основе туннельного магниторезистивного эффекта с оксидом магния полностью заменили устройства на основе эффекта гигантского магнитного сопротивления на рынке устройств магнитного хранения информации.

Примечания

1. ↑ M. Jullière (1975). «Tunneling between ferromagnetic films». Phys. Lett. 54A: 225–226. sciencedirect

Для улучшения этой статьи по физике желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.