Tunnel magnetoresistance exceeding 100% in magnetic tunnel junctions using Mn-based tetragonal alloy electrodes with perpendicular magnetic anisotropy

垂直磁気異方性を有するMn基正方晶合金電極を用いた磁気トンネル接合における100%超のトンネル磁気抵抗効果

鈴木 和也; 水上 成美*

Suzuki, Kazuya; Mizukami, Shigemi*

垂直磁化したMnGa電極とFeCoB電極からなるMgOバリア磁気トンネル接合(MTJ)を研究した。この垂直(-)MTJでは、トンネル磁気抵抗(TMR)を高めるために、MnGaとMgOの間の中間膜に薄い準安定bcc CoMn合金を利用した。さらに、MnGaとCoMnの間に薄いMgを介在させた場合の効果についても検討した。その結果、正方晶MnGa電極を用いた-MTJで観測された最高値である100%以上のTMR比を達成した。本研究は、様々なMn系正方晶合金電極を用いた-MTJを用いたスピントロニクスデバイスのさらなる発展に貢献するものである。

We studied MgO barrier magnetic tunnel junctions (MTJs) comprising perpendicularly magnetized MnGa and FeCoB electrodes. In those perpendicular (-) MTJs, we utilized thin metastable bcc CoMn alloys for an interlayer between MnGa and MgO to enhance the tunnel magnetoresistance (TMR). Moreover, we investigated the effect of a thin Mg interlayer between MnGa and CoMn. Owing to the interlayer engineering, we achieved a TMR ratio over 100%, the highest value observed for -MTJs with a tetragonal MnGa electrode. Our study contributes to the further development of spintronic devices using -MTJs with various Mn-based tetragonal alloy electrodes.