Inżynieria materiałowa i konstrukcja urządzeń Tytuł: Wyznaczanie parametrów magneto-elektrycznych elementów spintronicznych typu TMR |
||
Imię Nazwisko:
|
Numer zespołu:
|
Data wykonania ćwiczenia:
|
EAIiE 3 rok gr. Pt 12 30 |
Uwagi: |
Ocena: |
1.Mierzyliśmy element TMR typu zawór spinowy o konstrukcji warstowej:
TaN 5 |
Ta 5 |
CoFeB 3 |
MgO 1.5 |
CoFe B4 |
RuO 0.9 |
CoFe 2.5 |
PtMn 25 |
Ta5 |
Si/SiO |
Wykres R-H:
Tunelowa magnetorezystancja wynosi zgodnie ze wzorem
RAP=2135 Ω
RP=1825 Ω
TMR = 16.99%(dla dwóch średnich wartości ze stanu niskiej i wysokiej impedancji)
Wartości HP1 i HP2 w przypadku badanego elementu powinny się odnosić do rezystancji R=1980.
Najtrafniejsze punkt pomiarowe to:
HP1 = -2,493 Oe , R=1907,18 Ω
HP2 = 1,743 Oe , R=1926,24 Ω
HS = -0.75 Oe
Zmierzona histereza jest znikoma, a ilośc punktow pomiarowych niedostateczna, by jednoznacznie stwierdzić czy wogóle występuje czy zmierzona wartość to tylko bład pomiaru. Można wnioskować, że intencją twórcy było pozbycie się histerezy przełączania elementu. Co w pewnych zastosowaniach jest cenione, przykładem może być choćby pomiar pola magnetycznego.
Charakterysrtyka I(U) dla stanu niskiej rezystancji oraz wysokiej rezystancji -
dla H = -180 Oe oraz H= 180 Oe:
Charakterystyki mają podobny przebieg jest to zwiazane z faktem, że charakterystyki R(U) w przypadku
nieskiej i wysokiej rezystancji mają przybliżony kształt. Oczywiście w przypadku
niskiej rezystancji całość jest przesunięta w kierunku niższych wartości, co widać jako różnice wartościach prądów na przebiagach I(U)
Wykres rezystancji w funkcji napięcia dla stanu wysokiej rezystancji przy H = 180 Oe :
Wykres rezystancji w funkcji napięcia dla stanu niskiej rezystancji przy H = -180 Oe :
Najlepsze właściwości otrzymujemy dla niskich wartości napięcia. Dla wartości napięcia bliskich zero widać wyraźne zaburzenia spowodowane błędem metody pomiarowej.
Wykres różnicy rezystancji w funkcji napięcia:
Wykres TMR w funkcji napięcia:
Przyjęto, że maksymalna wartość TMR wynosi 20%. Wtedy napięcie V1/2 wynosi około -0.63 V oraz 0.6 V.
Zależność G(V) dla stanu niskiego i wysokiego rezystancji
... oraz różnicy konduktancji w funkcji napięcia:
Dla znacznego zakresu napięcia wartość różnicy konduktancji utrzymuje się na podobnym poziomie nieznacznie różnym dla dodatnich i ujemnych wartości napięcia.
Zależność dI/dU dla stanu wysokiej i niskiej impedancji:
Extra wnioski, do wglądu tylko dla twórców:
"Badany material jest tak wyrąbisty, że napewno nie powstał na naszej planecie, prawdopodobnie zostal zesłany przez Bogów na ziemie wiele stuleci temu, by ułatwić ludzkości robienie zajefajnych czujników pola"