双势垒磁性隧道结中量子阱共振隧穿效应的第一性原理理论  

First-principles theory of quantum well resonance in double barrier magnetic tunnel junctions

作　　者：王琰[1] 韩秀峰[1] 卢仲毅[2] 张晓光[3] 

机构地区：[1]中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京100080 [2]中国科学院理论物理研究所,北京100080 [3]美国橡树岭国家实验室,田纳西州378316164

出　　处：《物理》2007年第3期195-198,共4页Physics

基　　金：国家重点基础研究发展计划(批准号:2006CB93200);国家杰出青年基金(批准号:50325104;50528101);国家自然科学基金(批准号:10574156);中国科学院知识创新工程重大课题;王宽诚基金

摘　　要：磁性隧道结材料中自旋相关的量子阱态所导致的共振隧穿现象具有很重要的研究和应用价值.文章介绍了最近在Fe(001)/MgO/Fe/MgO/Fe双势垒磁性隧道结中存在的量子阱共振隧穿效应的理论研究工作.通过量子阱态的第一性原理的计算以及结合对中间Fe薄膜孤岛结构所导致Coulomb阻塞效应的分析,证实了最近Nozaki等人(NozakiTetal.Phys.Rev.Lett.,2006,96:027208)实验中得到的振荡效应确实来源于中间Fe层多数自旋电子在Γ点处形成的Δ1对称性的量子阱态.Coulomb阻塞效应的存在正是导致实验中低温下量子阱共振隧穿效应不够明显的主要原因.Resonant tunneling due to spin-dependent quantum well （QW） states in magnetic tunnel junctions have significant potential in research and applications. We discuss recent theoretical research on QW resonances in Fe（001）/MgO/Fe/MgO/Fe double barrier magnetic tunnel junctions. By calculating these QW states from first -principles and including the Coulomb blockade energy due confirm that the oscillatory differential resistance observed in to the finite size islands of the middle Fe film, we a recent experiment （Nozaki T et al. Phys. Rev. Lett. , 2006,96： 027208 ）originates from the Qw resonances from the △1 band of the Fe majority - spin channel. The primary source of smearing at low temperatures is shown to be the variation of the Coulomb blockade energy.

关 键 词：双势垒磁性隧道结 量子阱态 共振隧穿 第一性原理计算 

分 类 号：O471.1[理学—半导体物理]