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Previous issue date: 2004-10-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the context of spin electronics, this doctorate thesis presents an
experimental study of spin polarized transport in epitaxial heterostructures as planar
magnetic tunnel junctions formed by semiconductors and metallic ferromagnets.
It was demonstrated that the epitaxial Fe/ZnSe/Fe structures fabricated by
molecular beam epitaxy have the microscopic and macroscopic properties necessary for
application in magnetic tunnel junctions. The experimental observation of
antiferromagnetic coupling in these structures indicates strongly that samples are free of
pinholes for barrier thickness down to 25 Å. Spin polarized transport studies using
microjunctions demonstrated that the conductance mechanism is the resonant tunneling
via defect states in the barrier, reinforcing the idea anticipated theoreticaly that the
transport depends on the magnetic tunnel junction structure as a whole. This result is
general since defect states near the Fermi energy are expected for semiconductor and
insulanting barriers, pointing out the importance of their roles in the understanding of
the spin polarized tunneling phenomena.
The study of growth properties associated with magnetic properties made
possible the use of MnAs films as current polarizer electrode in magnetic tunnel
junctions. Experiments exploiting magnetic phase transition were also realized for these
MnAs films. Our first results of spin polarized transport in a Fe/ZnSe/MnAs presented a
tunnel magnetoresistance variation of 10 %, indicating that MnAs can transmit spin
polarized electrons across a ZnSe barrier. / No contexto da eletrônica de spin, esta tese de doutorado apresenta um
estudo experimental em física básica sobre transporte polarizado em spin em
heteroestruturas epitaxiais do tipo junções túnel magnéticas planares constituídas por
semicondutores e ferromagnetos metálicos.
Foi demonstrado que as estruturas epitaxiais Fe/ZnSe/Fe fabricadas possuem
as propriedades microscópicas e macroscópicas necessárias à aplicação em junções
túnel magnéticas. A observação experimental da presença acoplamento
antiferromagnético nestas estruturas indica fortemente que as amostras estão livres de
pinholes para espessuras de até 25 Å de barreira. Estudos de transporte polarizado em
spin em microjunções demonstraram que este ocorre por tunelamento ressonante via
estado de defeito na barreira, reforçando a idéia prevista teoricamente de que o
transporte polarizado em spin depende da estrutura da junção túnel magnética como um
todo. O resultado tem caráter geral pois estados de defeitos próximos à energia de Fermi
são esperados para barreiras semicondutoras e isolantes, destacando sua importância na
compreensão do fenômeno de tunelamento polarizado em spin.
O estudo das propriedades de crescimento dos filmes de MnAs associado
com suas propriedades magnéticas possibilitou a utilização deste material como eletrodo
polarizador de correntes em junções túnel magnéticas. Também foram realizados
experimentos explorando as transições de fases magnéticas destes filmes. São
apresentados nossos primeiros resultados de transporte polarizado em spin em uma
estrutura Fe/ZnSe/MnAs. Foi observada uma variação de magnetorresistência túnel de
10 %, indicando que o MnAs é capaz de transmitir elétrons polarizados através de uma
barreira de ZnSe.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4945 |
| Date | 29 October 2004 |
| Creators | Varalda, José |
| Contributors | Oliveira, Adilson Jesus Aparecido de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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