磁电子学器件原理及未来应用中的几个问题

摘要

磁电子学与器件是二十世纪八十年代末新兴的一门综合性学科，经过短短十多年的迅猛发展，导致了人类前所未有的技术进步和巨大的商业市场，部分磁电子器件已经进入商业化阶段，并将在未来的继续发展中不断改变人类的科技进程。rn 本文首先介绍目前几种基于GMR、TMR的磁电子器件的基本结构和工作特点。目前，以AlO为势垒层的磁隧道结研究已经取得了比较深入和系统的研究成果，新一代MgO磁隧道结正在继续发展之中，基于自旋转移效应的应用研究是当前人们关注的焦点，它对GMR、TMR器件的未来发展将可能产生深刻的影响。同时，全新的磁电子器件方案已经奠定，将电子自旋自由度的操控与半导体器件相结合实现新的功能器件，已成为研究人员进一步追求的目标。rn 本文以几种重要的磁电子器件的基本结构和工作原理为重点，着重介绍包括巨磁电阻与隧穿磁电阻传感器、巨磁电阻隔离器、自旋转移磁化反转与微波振荡器和自旋晶体管。最后就目前在应用中存在的主要科学问题和技术问题给出进一步的思考。