Influence of the Shape of a Spin-Tunnel Element on the Dependence of Its Magnetoresistance

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A theoretical and experimental study of the dependence of the magnetoresistance for two spin-tunnel junctions (STJs) of ellipsoidal shape has been made. The one-sided homogeneous magnetization reversal mode of an ellipsoidal STJ with different aspect ratios has been experimentally selected. Despite the reverse
inhomogeneous remagnetization, this selection has allowed for the calculation of the magnetic parameters of these elements by developing the Stoner-Wohlfarth theory.

About the authors

V. V. Amelichev

Scientific-manufacturing Complex “Technological centre,”

Email: 29diman05@mail.ru
Moscow, 124498 Russia

D. V. Vasilyev

Scientific-manufacturing Complex “Technological centre,”

Email: 29diman05@mail.ru
Moscow, 124498 Russia

P. A. Polyakov

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics

Email: 29diman05@mail.ru
Moscow, 119991 Russia

D. V. Kostyuk

Scientific-manufacturing Complex “Technological centre,”

Email: 29diman05@mail.ru
Moscow, 124498 Russia

P. A. Belyakov

Scientific-manufacturing Complex “Technological centre,”

Email: 29diman05@mail.ru
Moscow, 124498 Russia

S. I. Kasatkin

Trapeznikov Institute of Control Sciences of RAS

Email: 29diman05@mail.ru
Moscow, 117997 Russia

O. P. Polyakov

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics; Trapeznikov Institute of Control Sciences of RAS

Email: 29diman05@mail.ru
Moscow, 119991 Russia; Moscow, 117997 Russia

Yu. V. Kazakov

Scientific-manufacturing Complex “Technological centre

Author for correspondence.
Email: 29diman05@mail.ru
Moscow, 124498 Russia

References

  1. Фетисов Ю.К., Сигов А.С. Спинтроника: физические основы и устройства // РЭНСИТ. 2018. № 2. С. 133–146.
  2. Zutic I, Fabian J, Das Sarma S. Spintronics: Fundamental and application // Rev. Modern Phys. 2004. V. 76. P. 323–410.
  3. Dieny B., Goldfarb R.B., Lee K.-J. Introduction to magnetic random-access memory / Magnetics. 2017. 255 p.
  4. Leitao D.C., Silva A.V., Paz E., Ferreira R., Cardoso S., Freitas P.P. Magnetoresistive nanosensors: controlling magnetism at the nanoscale // Nanotechnology. 2016. V. 27. P. 1–10.
  5. Liou S.H., Yin X., Russek S.E. Heindl R., Silva F.C.S., Moreland J., Pappas D.P., Yuan L., Shen J. Picotesla magnetic sensors for low-frequency applications // IEEE Trans. Magn. 2011. V. 47 (10). P. 3740–3743.
  6. Gao K.-Zh., Yin X., Yang Y., Ewing D., Rego P.J., Liou S.-H. MTJ based magnetic sensor for current measurement in grid // AIP Advances. 2020. V. 10. P. 015301-4.
  7. Silva A.V., Leitao D.C., Valadeiro J., Amaral J., Freitas P.P., Cardoso S. Linearization strategies for high sensitivity magnetoresistive sensors. Eur // Phys. J. Appl. Phys. 2015. V. 72. P. 10601.
  8. Наумова Л.И., Миляев М.А., Бебенин Н.Г., Чернышова Т.А., Проглядо В.В., Криницина Т.П., Банникова Н.С., Устинов В.В. Безгистерезисное перемагничивание спиновых клапанов с сильным и слабым межслойным взаимодействием // ФММ. 2014. Т. 115. № 4. С. 376–383.
  9. Stoner E.C., Wohlfarth E.P. A mechanism of magnetic hysteresis in heterogeneous alloys // IEEE Trans. Magn. 1991. V. 27. P. 3475–3518.
  10. Бебенин Н.Г., Устинов В.В. Намагничивание и магнитосопротивление спинового клапана // ФММ. 2015. Т. 116. № 2. С. 179–183.
  11. Bruckner F., Bergmair B., Brueckl H., Palmesi P., Buder A., Satz A., Suess D. A device model framework for magnetoresistive sensors based on the Stoner-Wohlfarth model. J. Magn // Magn. Mater. 2015. V. 381, P. 344–349.
  12. Shevtsov V.S., Kaminskaya T.P., Polyakov P.A., Kasatkin S.I., Amelichev V.V., Takhov V.S., Shevchenko A.B. Domain structure in thin FeNiCo films with in-plane anisotropy // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics 2021. V. 85(11). P. 1226–1229.
  13. Li Yu., Xu K., Hu Sh., Suter J., Schreiber D.,Ramuhalli P., Jonson B., McCloy J. Computational and experimental investigations of magnetic domain structures in patterned magnetic thin films // J. Phys. D: Appl. Phys. 2015. V. 48. P. 305001.
  14. Sang H, Du Y.W., Chien C.L. Exchange coupling in Fe50Mn50/Ni81Fe19 bilayer: Dependence on antiferromagnetic layer thickness // J. Appl. Phys. 1999. V. 8(85). P. 4931–4933.
  15. Dieny B., Humbert P., Speriosu V.S., Gurney B.A., Baumgart P., Lefakis H. Giant magnetoresistance of magnetically soft sandwiches: Dependence of temperature and layer thicknesses // Phys. Rev. B. 1992. V. 45. P. 806–814.
  16. Polyakov O., Amelichev V., Zhukov D.,Vasilyev D., Kasatkin S.,Polyakov P. Development and research of a theoretical model of the magnetic tunnel junction // Sensors. 2021. V. 21(6). P. 2118.
  17. Amelichev V.V., Vasiliev D.V., Kostyuk D.V., Kazakov Yu.V., Kasatkin S.I., Polyakov O.P., Polyakov P.A., Shevtsov V.S. Study of Spin-Tunnel Junction Magnetization Using Coherent Rotation of the Free Layer Magnetization Model // Russian Microelectronics. 2021. V. 50(6). P. 461–466.
  18. Lee Y.M., Hayakawa J., Ikeda S., Matsukura F., Ohno H. Giant tunnel magnetoresistance and high annealing stability in CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junctions with synthetic pinned layer // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 89. P. 042506.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (32KB)
3.

Download (110KB)
4.

Download (142KB)
5.

Download (136KB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».