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由于对信息存取容量的要求日益增加,磁性存储器件的存储密度正以每年60%的速度递增。目前商用HDD最高存储密度已达4Gbit/in2,未来几年内势必增至10~20 Gbit/in2。要在如此小的区域中存储如此庞大的信息,自然要求器件的高灵敏度。80年代末人们在纳米尺度“铁磁/非磁”多层膜中发现了层间交换耦合和巨磁电阻。在此基础上发展起来的自旋阀巨磁电阻器件以其在低场中的高灵敏度(磁电阻在常温可达7%)成为存储介质的热门。1975年Julliere发现Fe/Ge/Co隧道结中存在磁电阻效应, 被称为隧道磁电阻(TMR)。这种铁磁/绝缘体/铁磁结构的磁性隧道结与通常金属的多层膜相比具有高内阻、低功耗、输出电压高的特点,其理论磁阻率为20~50%,超过了自旋阀薄膜,在制备高密度随机存取存储器方面具有巨大潜力。本篇论文中采用磁控溅射装置和自然氧化的方法在普通玻璃载玻片衬底上制备了铁磁/绝缘体/铁磁结构磁性隧道结,采用四探针法对隧道结的电磁特性进行了研究。通过一系列实验,我们得到了隧道结伏安特性在较高压下的非线性特征,特别对NiFe/Al2O3/NiFe隧道结在一定高压下发现了负阻现象;研究了中间绝缘层结构和厚度对隧道结磁电阻效应的影响,结果表明,中间氧化物的厚度对磁电阻值起调节作用,在3-7个纳米范围内磁电阻基本呈现单调递减现象;铁磁层厚度也对隧道结磁电阻产生影响,在一定范围内随着铁磁层厚度的增加TMR出现周期性振荡;研究了不同退火条件对样品磁电阻效应的影响,发现隧道结磁电阻随退火温度升高而增加,并在230℃左右达到最大;最后由于制备的隧道结磁电阻值普遍偏低,对隧道结质量的改进进行了讨论。本篇论文所属课题为国家自然科学基金(项目批准号:90207014)资助项目。