自旋极化电子隧道效应和隧道磁电阻理论研究

提出了几种新型结构的磁隧道结，包括双结，加非磁金属复盖层和/或调制层的单结，加或不加非磁金属覆盖层的全磁性单结（绝缘层是铁磁的），计算了它们的磁电阻（TMR）和层间交换耦合（IEC）与层厚，与磁构型，特别与偏压的关系。发现在双结中存在自旋极化电子的共振隧穿，从而克服了偏压导致的TMR恶化，并在一定电压下使TMR达到超过传统单结的值而高至90%；加覆盖层和/或调制层可最大限度地利用量子阱效应，使TMR达到200%的特高值；而全磁结的TMR亦出现有趣特点。此外，建立了IEC的严格近自由电子模型理论；通过计入磁化强度的温度特性，改善了对TMR和IEC温度关系的解释；建立了计入自旋倒反的TMR理论。