• Journal of Magnetics
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• 제14권1호
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• pp.11-14
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• 2009

We investigated the I-V curves and differential tunneling conductance of two, CoFeB/MgO/CoFeB-based, magnetic tunnel junctions (MTJs): one with a low tunneling magnetoresistance (TMR; 22%) and the other with a high TMR (352%). This huge TMR difference was achieved by different MgO sputter conditions rather than by different annealing or deposition temperature. In addition to the TMR difference, the junction resistances were much higher in the low-TMR MTJ than in the high-TMR MTJ. The low-TMR MTJ showed a clear parabolic behavior in the dI/dV-V curve. This high resistance and parabolic behavior were well explained by the Simmons' simple barrier model. However, the tunneling properties of the high-TMR MTJ could not be explained by this model. The characteristic tunneling properties of the high-TMR MTJ were a relatively low junction resistance, a linear relation in the I-V curve, and conduction dips in the differential tunneling conductance. We explained these features by applying the coherent tunneling model.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권12호
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• pp.1-7
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• 2008

Magnetic Tunnel Junction (MTJ)는 비휘발성 소자로서 그간 기억소자분야에 국한되어왔으나, 최근 다양한 연구들에 의하여 자기논리 (magneto-logic) 회로에 사용되면서 기존 트랜지스터 기반의 논리연산자를 대체할 수 있는 가능성을 보이고 있으며, 논리회로까지 확장 적용되어 스핀전자공학 분야의 새로운 장을 열 것으로 기대되어지고 있다. 자체 저장 능력을 갖는 MTJ 소자로 구현된 자기논리 회로는 전원이 꺼져도 정보가 그대로 유지되고, 또한, 불 (Boolean) 연산 수행 시 단순한 입력변화만으로 다양한 논리 연산자 구현이 가능한 구조적인 유연성을 보이므로, 물리적으로 완성된 회로 내에서 얼마든지 재구성이 가능한 자기논리 회로를 구현할 수 있다. 본 논문에서는 단순한 조합논리나 순차논리 회로의 동작을 넘어서, 임의의 3비트 논리회로 동작을 모두 수행할 수 있는 자기논리 회로를 제안한다. 이를 위해 3비트 논리회로 중에서 최대의 복잡성을 갖는 논리회로를 MTJ 소자를 사용하여 설계하였고, 그 동작을 이전 논문에서 제안된 바 있는 macro-model을 보완 적용하여 검증하였다. 제안된 회로는 3비트로 구현할 수 있는 가장 복잡한 논리회로의 동작을 수행할 뿐만 아니라, 전류구동회로의 게이트 신호들을 변화시킴으로써 임의의 3비트 논리 회로의 동작을 모두 수행하는 것이 가능하다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2000년도 International Symposium on Magnetics The 2000 Fall Conference
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• pp.325-326
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• 2000

Low temperature diagnosis was performed as a probe for the integrity of MTJ(Magnetic tunnel junction) process which is optimised for the given plasma oxidation condition. TMR ratio increased slowly with decreasing temperature than that expected from spin wave exitation theory〔1〕. Junction resistance (RJ) does not follow T$\^$-$\frac{1}{2}$/ law below 200 K, indicating another conduction path besides spin polarized tunneling is involved at low temperature. Temperature dependence of conductance dip and bias dependence of TMR with temperature are discussed, from which the quality of tunnel barrier and its formation process can be inferred.

• Journal of Magnetics
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• 제7권3호
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• pp.63-71
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• 2002

Three fabrication techniques for forming thin barrier layer with uniform thickness and large barrier height in magnetic tunnel junction (MTJ) are discussed. First, the effect of immiscible element addition to Cu layer, a high conducting layer generally placed under the MTJ, is investigated in order to reduce the surface roughness of the bottom ferromagnetic layer, on which the barrier is formed. The Ag addition to the Cu layer successfully realizes the smooth surface of the ferromagnetic layer because of the suppression of the grain growth of Cu. Second, a new plasma source, characterized as low electron energy of 1 eV and high density of $10^{12}$ $cm^{-3}$, is introduced to the Al oxidation process in MTJ fabrication in order to reduce damages to the barrier layer by the ion-bombardment. The magnetotransport properties of the MTJs are investigated as a function of the annealing temperature. As a peculiar feature, the monotonous decrease of resistance area product (RA) is observed with increasing the annealing temperature. The decrease of the RA is due to the decrease of the effective barrier width. Third, the influence of the mixed inert gas species for plasma oxidization process of metallic Al layer on the tunnel magnetoresistance (TMR) was investigated. By the use of Kr-O$_2$ plasma for Al oxidation process, a 58.8 % of MR ratio was obtained at room temperature after annealing the junction at $300{^{\circ}C}$, while the achieved TMR ratio of the MTJ fabricated with usual Ar-$0_2$ plasma remained 48.4%. A faster oxidization rate of the Al layer by using Kr-O$_2$ plasma is a possible cause to prevent the over oxidization of Al layer and to realize a large magnetoresistance.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권1호
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• pp.1-7
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• 2007

MTJ (Magnetic Tunneling Junction) 소자는 불 (Boolean) 연산을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 자신의 출력 정보를 저장하는 비휘발성 소자이다. 기존의 트랜지스터로 구성된 논리 연산자를 MTJ 소자로 대체함으로써, 조합논리 회로와 순차논리 회로로 구성된 디지털 논리 회로를 자기논리 (magneto-logic) 회로로 대체 가능하다. 또한 자기논리 회로는 비휘발성 논리 소자를 사용함으로써, 회로 면적 면에서 우수하고 전원이 꺼져도 정보를 유지할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 자기논리 회로의 예로 3비트 업/다운 카운터를 설계하였고 그 동작을 이전 논문에서 제안된 바 있는 macro-model을 보완 적용하여 검증하였다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2000년도 춘계연구발표회 논문개요집
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• pp.20-21
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• 2000

• 한국자기학회지
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• 제15권6호
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• pp.307-310
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• 2005

요골동맥의 운동에 대한 공간적 맥진파형 특징을 얻기 위해 2차원 배열 자기터널접합(magnetic tunnel junction; MTJ) 센서를 이용하여 공간 맥진파형 진단장치(spatial pulse diagnostic apparatus; SPDA)를 설계하였다. 자극배열의 위치변동에 대한자장 분포의 변화는 2차원 자기장 유한요소해석 소프트웨어(finite element method magnetics; FEMM)를 사용하여 모의실험을 하였다. 그 결과 평행한 자극배열에서 높은 감도와 균일한 자기장 분포를 얻을 수 있다. 또한 자석배열의 공간 변위 변화는 MTJ 센서의 출력신호 변화와 비례하였다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2004년도 동계학술연구발표회 논문개요집
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• pp.131-132
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• 2004

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권6호
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• pp.556-561
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• 2013

Interest in spin-torque oscillators (STOs) has been increasing due to their potential use in communication devices. In particular the magnetic tunnel junction-based STO (MTJ-STO) with high perpendicular anisotropy is gaining attention since it can generate high output power. In this paper, a circuit-level model for an in-plane magnetized MTJ-STO with partial perpendicular anisotropy is proposed. The model includes the perpendicular torque and the shift field for more accurate modeling. The bias voltage dependence of perpendicular torque is represented as quadratic. The model is written in Verilog-A, and simulated using HSPICE simulator with a current-mirror circuit and a multi-stage wideband amplifier. The simulation results show the proposed model can accurately replicate the experimental data such that the power increases and the frequency decreases as the value of the perpendicular anisotropy gets close to the value of the demagnetizing field.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.14-14
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• 2014

STT-MRAM의 구성물질인 magnetic tunnel junction의 효과적인 식각을 위하여 다양한 가스 조합을 연구하였다. 그 결과 $CH_4/N_2O$ gas 조합보다는 $CH_3OH$ gas 가 보다 향상된 식각 특성을 나타내었고 pulse duty ratio 변화와 기판온도 변화가 식각특성 향상에 영향을 주었음을 알 수 있었다.