Page 185 - Spin Transport and Spintronics

7.1 โครงสร้างรอยต่อทะลุผ่านเชิงแม่เหล็ก 187

ข้อมูลเชิงแม่เหล็กได้ โดยมีการนำวัสดุ MgO มาใช้เป็นชั้นฉนวนแทนวัสดุ Al 2O 3 เนื่องจากวัสดุ MgO

มีลักษณะโครงสร้างเป็นแบบผลึก เมื่อนำมาประกบติดกับอิเลคโทรดที่เป็นวัสดุแม่เหล็กเฟอร์โรซึ่งมี
ความสอดคล้องของแลตทิซที่บริเวณรอยต่อได้แก่ Fe Co หรือ CoFe จะเกิดการทะลุผ่านของสปินที่

สูงและทำให้เกิดค่าอัตราส่วน TMR ที่สูง จะเห็นได้จากแนวโน้มการพัฒนาโครงสร้างวัสดุหลายชั้นเพื่อ

การประยุกต์ใช้ที่หลากหลายในรูปที่ 7.1

รูปที่ 7.1 การพัฒนาโครงสร้างวัสดุ TMR โดยชั้นสเปสเซอร์มีการใช้วัสดุที่แตกต่างกัน [82]

อย่างไรก็ตามในทางปฎิบัติการปลูกฟิล์มบาง bcc Co หรือ bcc Fe (001) ด้วยเทคนิควิธีการ

ตกสะสมไอ (physical vapor deposition technique) โดยไม่มีแผ่นฐานรองแบบผลึกเดี่ยวค่อนข้าง
ทำได้ยาก [83] ต่อมาได้มีการศึกษาคุณสมบัติของวัสดุ CoFe ซึ่งมีการจัดเรียงตัวของอะตอมที่ไม่เป็น

ระเบียบ (amorphous) และไม่สามารถทำให้วัสดุแม่เหล็กเฟอร์โร CoFe มีความเป็นผลึกได้ด้วยเทคนิค

การปลูกผลึกทั่วไป จากนั้นมีการศึกษาและนำเสนอวิธีการพัฒนาโครงสร้างรอยต่อทะลุผ่านเชิงแม่

เหล็ก CoFeB/MgO/CoFeB โดยการเติมโบรอนร้อยละ 20 ซึ่งส่งผลทำให้วัสดุ CoFe มีการจัดเรียงตัว
ของอะตอมเป็นแบบผลึก

นอกจากนี้ยังพบว่าการปลูกชั้นฟิล์มบาง MgO ที่มีโครงสร้างแบบผลึกลงบนชั้นวัสดุแม่เหล็ก
(CoFe) 80B 20 และอบร้อนด้วยอุณหภูมิ 633 K จะทำให้อะตอมของวัสดุ CoFeB เกิดการจัดเรียงตัว

เป็นโครงสร้างผลึกแบบ bcc ซึ่งอยู่ในระนาบเดียวกันกับ MgO โดยที่บริเวณรอยต่อระหว่าง CoFeB

และ MgO จะมีความสอดคล้องของแลตทิซ ซึ่งพิจารณาได้จากภาพถ่ายภาคตัดขวางความละเอียดสูง

ของโครงสร้างวัสดุ MTJ ที่ประกอบด้วย CoFeB/MgO/CoFeB ดังแสดงในรูปที่ 7.2 วิธีการดังกล่าว