Page 186 - Spin Transport and Spintronics

7.1 โครงสร้างรอยต่อทะลุผ่านเชิงแม่เหล็ก 188

ทำให้เกิดค่าอัตราส่วน TMR ที่สูงถึงร้อยละ 110 ที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้การเกิดโครงสร้างผลึกที่

บริเวณรอยต่อยังส่งผลให้ชั้นวัสดุ CoFeB มีแอนไอโซโทรปีในทิศทางตั้งฉากกับระนาบของแผ่นฟิล์ม
เนื่องจากเกิดการไฮบริดไดเซชันของอะตอม Fe 3d และอะตอม O 2p

รูปที่ 7.2 ภาพถ่ายภาคตัดขวางความละเอียดสูงของโครงสร้าง CoFeB/MgO/CoFeB MTJ ที่ถ่ายด้วย

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) [83]

ในปี 2008 Ikeda และคณะ [6] ได้พัฒนาโครงสร้างวัสดุ Co 20Fe 60B 20 /MgO/Co 20Fe 60B 20
โดยผ่านกระบวนการอบร้อนที่อุณหภูมิ 798 K ซึ่งพบว่าอะตอมเกิดการเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบมาก

ขึ้น และสามารถวัดค่าอัตราส่วน TMR ได้สูงถึงร้อยละ 604 ที่อุณหภูมิห้อง และยังพบว่าคุณสมบัติของ

วัสดุ CoFeB ขึ้นอยู่กับความหนาและอุณหภูมิ โดยปกติชั้นวัสดุ CoFeB จะมีแอนไอโซทรอปีอยู่ในแนว
ระนาบกับชั้นฟิล์มซึ่งทำให้แมกนีไทเซชันมีการจัดเรียงตัวทิศทางไปตามแนวระนาบ (in-plane mag-

netisation) แต่การปลูกชั้นฟิล์ม CoFeB ที่มีความหนาน้อยกว่า 1.3 nm ติดกับวัสดุ MgO จะส่งผลให้

ค่าคงแอนไอโซโทรปีมีค่าสูงและมีทิศทางตั้งฉากกับระนาบของฟิล์ม ซึ่งจะทำให้เกิดค่าโคเออร์ซิวิตีสูง
ซึ่งเป็นผลดีต่อการออกแบบเพื่อลดขนาดและเพิ่มความจุข้อมูลของหน่วยความจำ STT-MRAM ได้ ยิ่ง

ไปกว่านั้นผลของค่าแอนไอโซโทรปีดังกล่าวยังส่งผลให้โครงสร้าง CoFeB/MgO/CoFeB มีเสถียรภาพ

ทางความร้อนและทำให้อุปกรณ์มีอายุการใช้งานมากกว่า 10 ปี ดังนั้นในเนื้อหาบทนี้จะเน้นการศึกษา
การออกแบบโครงสร้างรอยต่อทะลุผ่านเชิงแม่เหล็ก CoFeB/MgO/CoFeB ที่มีประสิทธิภาพสูงและ

สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับอุปกรณ์สปินทรอนิกส์ต่างๆ ได้