Plenarvorträge - DPG-Tagungen
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Magnetismus Donnerstag<br />
metallische Schicht von Ir (25nm) bzw. Al (5nm) als Zuleitung. Erste<br />
Ergebnisse zeigen eine anomale Oszillation des Tunnelstroms beim Anlegen<br />
eines Magnetfeldes und extremale Punkte auf der entsprechenden<br />
I-V Kurve. Bei kleiner Spannungen sind die Oszillationen ausgeprägt mit<br />
Maxima jeweils bei ca. ±0.5, ±2.5 und ±5.5T, wobei eine Änderung vom<br />
Tunnelstrom von ca. 100 % beobachtet wurde. Bei hohen Temperaturen<br />
(≥100 K) und großer Spannung (≥200 mV) verschwinden sich die Oszillationen<br />
und die Kurve lässt sich durch den CMR- Effekt erklären.<br />
(Unterstützt durch die DFG, Projekt SA 337 / 9-1)<br />
MA 27.6 Do 16:30 H22<br />
Ladungstransport in mit He-Ionen bestrahlten Tunnelelementen<br />
— •V. Höink 1 , J. Schmalhorst 1 , G. Reiss 1 , D. Engel 2 , D.<br />
Junk 2 , A. Ehlers 2 und A. Ehresmann 2 — 1 Universität Bielefeld, Fakultät<br />
für Physik, Universitätsstr. 25, D-33615 Bielefeld — 2 Technische<br />
Universität Kaiserslautern, Fachbereich Physik, Erwin-Schrödinger-Str.,<br />
D-67663 Kaiserslautern<br />
TMR-Schichtsysteme (NiFe/CoFe/Al2O3/CoFe/MnIr) wurden zur Erzeugung<br />
einer unidirektionalen Kopplung (Exchange Bias) zwischen dem<br />
Antiferromagneten MnIr und der angrenzenden CoFe-Schicht im Magnetfeld<br />
mit He-Ionen beschossen.<br />
Der dabei erreichte TMR-Wert beträgt bis zu 90% des am selben System<br />
nach Vakuumauslagern im Magnetfeld gemessenen TMR-Effekts von<br />
44%. Eine deutliche Veränderung des Widerstandes wurde hierbei nicht<br />
beobachtet. Damit sollte eine Anwendung des He-Ionenbeschusses für eine<br />
magnetische Nanostrukturierung der hartmagnetischen Referenzelektrode<br />
möglich sein. Außerdem wurde der Einfluss einer Erwärmung der<br />
bestrahlten Probe auf den Ladungstransport in der Barriere untersucht.<br />
MA 27.7 Do 16:45 H22<br />
Magnetic tunnel junctions with CoFeB electrodes —<br />
•Theodoros Dimopoulos, Günter Gieres, and Joachim<br />
Wecker — Siemens AG, Corporate Technology, Erlangen<br />
Amorphous ferromagnets are well known for their soft magnetic properties<br />
and they are used as cast ribbons e.g. in transformer cores for<br />
more than 20 years. Previous results have shown that indeed in magnetic<br />
tunnel junctions (MTJs) amorphous CoFeNiSiB detection layers<br />
show a low coercivity of about 2 Oe with a tunnel magnetoresistance<br />
(TMR) of about 22% [1]. Here, we study the influence of amorphous<br />
CoFeB soft electrodes on the TMR and the tunneling characteristics<br />
(i.e. I(V) curves). Combined with crystalline CoFe as the hard electrode<br />
we find TMR signals as high as 51%. In contrast to MTJs with only crystalline<br />
electrodes we see a different dependence of the barrier parameters<br />
(height and thickness as extracted from fitting I(V) data with the Simmons<br />
model) on temperature. Using CoFeB also as the hard electrode<br />
(in this case pinned to IrMn) one can tailor the interfaces to get pure<br />
symmetric I(V) curves.<br />
[1] A.Käufler et al., J.Appl.Phys. 91, 1701 (2002)<br />
MA 27.8 Do 17:00 H22<br />
Magnetische Tunnelsysteme mit Elektroden aus Eisen-Gold Legierungen<br />
— •Andrea Niemeyer, Hubert Brückl und Günter<br />
Reiss — Universität Bielefeld, Fakultät für Physik, Universitätstr. 25,<br />
33615 Bielefeld<br />
Es wurden magnetische Tunnelsysteme hergestellt, bei denen eine der<br />
ferromagnetischen Elektroden aus einer FeAu-Legierung besteht. Dabei<br />
wurden verschiedene Legierungen (Fe85Au15...Fe35Au65) realisiert und für<br />
jede Legierung auch die Dicke der Elektrode in einem Bereich von 0nm bis<br />
9nm variiert. In Tieftemperaturmessungen zwischen 10K und 330K wurde<br />
die Abhängigkeit des Tunnelmagnetowiderstandes vom Legierungsverältnis<br />
und von der Dicke der Elektrode untersucht. Dabei zeigt sich<br />
eine Abnahme des TMR mit zunehmendem Goldanteil in der Legierung.<br />
Bei einer Legierung von Fe46Au54 ist eine Oszillation des TMR mit steigender<br />
Elektrodendicke zu beobachten.<br />
MA 27.9 Do 17:15 H22<br />
Spin-dependent tunneling in Fe/vacuum/Cr system — •Jussi<br />
Enkovaara 1 , Daniel Wortmann 1,2 , and Stefan Blügel 1,3 —<br />
1 Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich, 52425<br />
Jülich — 2 Research Institute for Computational Sciences, Tsukuba,<br />
Japan — 3 Fachbereich Physik, Universität Osnabrück, 49069 Osnabrück<br />
Advances in spin-polarized scanning tunneling microscopy (SP-STM)<br />
have enabled the imaging of surface magnetism in sub-nm scale. The<br />
use of an antiferromagnetic tip material (or coating) is one possibility<br />
for obtaining the atomic scale spin sensitivity without generating a magnetic<br />
stray field. In this work, we study spin-polarized tunneling theoretically<br />
in a simple model system. We consider planar junction where<br />
a semi-infinite ferromagnetic Fe is separated from a semi-infinite antiferromagnetic<br />
Cr by a vacuum barrier. We employ a first-principles Green<br />
function approach based on the full-potential linearized augmented plane<br />
wave (FLAPW) method as implemented in the FLEUR code. The semiinfinite<br />
structures are treated with an embedding method. The tunneling<br />
current is calculated both within the Landauer and Bardeen formalisms.<br />
The results are compared to those obtained from a simple density of<br />
states picture.<br />
MA 27.10 Do 17:30 H22<br />
Theoretical Investigations on Spin-Dependent Electronic<br />
Transport in Magnetic Tunnel Junctions — •Voicu Popescu 1 ,<br />
Hubert Ebert 1 , Rudolf Zeller 2 , and Peter H. Dederichs 2<br />
— 1 Department Chemie/Physikalische Chemie, University of Munich,<br />
Butenandtstr. 5-13, 81377 Munich, Germany — 2 Inst. für<br />
Festkörperforschung,Forschungszentrum Jülich, Postfach 1913, D-52425<br />
Jülich, Germany<br />
Spin-dependent transport between two ferromagnetic electrodes separated<br />
by either an insulator or a semiconductor has received a lot of<br />
interest in the last years due to its potential technological applications.<br />
The impressive theoretical work done in this field, however, still lacks a<br />
fair quantitative agreement with the experimental results.<br />
Some possible sources leading to the existing discrepancies have been<br />
investigated and will be presented and discussed. For this we have applied<br />
a Tight-Binding Spin-Polarised Relativistic Multiple Scattering Theory<br />
(TB-SPR-KKR) method in calculating the electronic structure of an<br />
Fe/GaAs/Fe magnetic tunnel junction. Interface relaxation, interface inderdiffusion<br />
by means of a Coherent Potential Approximation (CPA) and<br />
Spin-Orbit Coupling (SOC) have been accounted for.<br />
The transport properties are calculated according to the Landauer-<br />
Büttiker formalism on a relativistic level. Model calculations allowed us<br />
to investigate in detail the spin-flip contribution to the conductance, at<br />
the Fe/GaAs interface and/or within the semiconductor spacer.<br />
MA 27.11 Do 17:45 H22<br />
Disorder effects on tunneling magnetoresistance — •Michael<br />
Wimmer und Klaus Richter — Institut fü Theoretische Physik, Universität<br />
Regensburg<br />
Spin-dependent transport phenomena have gathered a lot of interest<br />
in the past decade. Among those is the tunneling magnetoresistance effect<br />
(TMR). Nowadays Al2O3-based tunnel junctions show a significant<br />
TMR effect. However, recent experiments on Fe/GaAs-based junctions<br />
found an effect much less than expected from simple models. It was suggested<br />
that spin-flip scattering may explain the low value of the TMR.<br />
(S. Kreuzer et al., Appl. Phys. Lett. 80, 4582 (2002) )<br />
We study the effects of disorder on the TMR in a phenomenological<br />
model that we solve numerically using a recursive Green’s function<br />
technique. This model includes a position-dependent effective mass, spinconserving<br />
and spin-flip scattering.<br />
We investigate the effect of disorder at the interfaces and find that<br />
disorder tends to decrease the TMR effect. Surprisingly, the decrease is<br />
almost identical for spin-conserving and spin-flip scattering.<br />
Additionally we compute the magnetic field dependence of the conductance<br />
of a tunnel junction in the presence of impurities.<br />
MA 27.12 Do 18:00 H22<br />
Magnon-assisted transport due to itinerant electron exchange<br />
scattering in ferromagnetic tunnel junctions — •Grigory Tkachov<br />
— Institute for Theoretical Physics, Regensburg University, 93040<br />
Regensburg, Germany<br />
We propose an itinerant electron model for inelastic tunneling spectra<br />
of ferromagnetic junctions observed in recent experiments [1]. In our<br />
approach the exchange (Fock) part of the Coulomb interaction between<br />
electrons with opposite spins is used to derive a transfer Hamiltonian<br />
describing single-electron tunneling with a simultaneous spin flip [2]. In<br />
such an inelastic process a tunneling electron (e.g. a spin-up one) excites<br />
an electron from a ”spin-down” Fermi sea of the other ferromagnet<br />
into an empty state above the Fermi level while substituting the latter<br />
inside the ”spin-down” Fermi sea. These exchange-induced spin flips<br />
can be treated as a collective spin excitation of the Fermi sea electrons.<br />
Since the electron-magnon coupling is mediated by the Coulomb potential,<br />
the tunneling matrix elements of the inelastic current depend on the