Realization of TMR devices in an industrial environment [Elektronische Ressource] / von Anna Gerken

Realization of TMR Devicesin an Industrial EnvironmentDissertation zur Erlangung des Doktorgradesder Fakult¨at fur¨ Physik derUniversit¨at BielefeldvonAnna Gerkengeborenin HamburgUniversität BielefeldMainz, 20102Eidesstattliche Erkl¨arungHiermit verichere ich, die vorliegende Arbeit selbst¨andig verfaßt und keine an-deren als die angegebenen Hilfsmittel und Quellen verwendet zu haben.Mainz, August 2010Anna GerkenGutacher:Prof. Dr. Andreas Hutten¨Prof. Dr. Dario AnselmettiDatum des Einreichens der Arbeit: 01.09.2010i¨ii EIDESSTATTLICHE ERKLARUNGContentsEidesstattliche Erkl¨arung i1 Introduction 12 Motivation 33 Theory 53.1 Tunneling Magnetoresistance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 Half-metallic Ferromagnets - Heusler Alloys . . . . . . . . . . . . 73.2.1 Crystallographic Structure of Heusler Alloys . . . . . . . . 73.2.2 Half-Metallicity of Heusler Alloys . . . . . . . . . . . . . . 93.2.3 Slater-Pauling Behaviour of Heusler Alloys . . . . . . . . . 123.2.4 Magnetic Tunneling Junctions with Heusler Electrodes . . 133.3 TMR with MgO Barriers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.4 The System CoFeB-MgO-CoFeB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Sample Preparation 194.1 The Sputtering Tool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.2 TMR Layer Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.3 MgO Barrier Deposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.3.