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Vigroux, Julien

Fabrication and characterization of a Magnetic Tunnel Transistor with an epitaxial spin valve by the shadow mask technique

Vigroux, Julien (2011) Fabrication and characterization of a Magnetic Tunnel Transistor with an epitaxial spin valve by the shadow mask technique. PhD, Universität Regensburg.

Date of publication of this fulltext: 18 Aug 2011 09:16
Thesis of the University of Regensburg
DOI to cite this document: 10.5283/epub.21792


Abstract (English)

This work is concerned with the development of a fabrication method for Magnetic Tunnel Transistor (MTT) having an epitaxial spin valve. Over the years, this device has been used for the study of spin polarized hot electron transport in thin films. Further, the high on/off ratio that the use of thin magnetic films enables makes this device interesting for industrial application. One of the main ...

This work is concerned with the development of a fabrication method for Magnetic Tunnel Transistor (MTT) having an epitaxial spin valve. Over the years, this device has been used for the study of spin polarized hot electron transport in thin films. Further, the high on/off ratio that the use of thin magnetic films enables makes this device interesting for industrial application. One of the main limitations of this device however is the low ratio between the injected current and the collected current. In this work, use of epitaxial layers has been made so as to decrease the scattering probability of hot electrons, thereby increasing the aforementioned ratio. In order to ensure a high fabrication throughput as well as reduce the amount of lithography induced defects, a shadow mask based deposition method has been successfully developed. This thesis first describes the theoretical framework of the spin polarized hot electron transport in the MTT and investigates using a Monte Carlo algorithm the influence of structural defects, bandstructure as well temperature on the different characteristic parameters of the MTT. The fabrication method is subsequently describes and finally the experimental results are discussed in light of the theoretical prediction of the model as well as of the previous experimental reports on MTTs.

Translation of the abstract (German)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eine Herstellungsmethode für Magnetischen Tunnel Transistoren (MTT) mit eines einkristallinen Spin-Valves. Dieser Transistor wurde in den letzten 10 Jahren oft benutzt um die Transporteigenschaften von heißen Elektronen in magnetischen, dünnen Schichten zu studieren. Darüber hinaus ist das hohe An-/Aus-Verhältnis dieses Bauteils hochinterressant ...

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eine Herstellungsmethode für Magnetischen Tunnel Transistoren (MTT) mit eines einkristallinen Spin-Valves. Dieser Transistor wurde in den letzten 10 Jahren oft benutzt um die Transporteigenschaften von heißen Elektronen in magnetischen, dünnen Schichten zu studieren. Darüber hinaus ist das hohe An-/Aus-Verhältnis dieses Bauteils hochinterressant für industrielle Anwendungen. Eine der größten Einschränkungen des MTTs ist allerdings der nicht vorhandene Verstärkungsfaktor. In dieser Arbeit, wurden MTTs mit einkristallinen Schichten benutzt um die Defekt-Streuungen effizient zu reduzieren. Um die Herstellung effizienter zu gestalten, sowie Defekte während der Strukturierung mittels optischer Lithographie zu vermindern, wurde ein Hestellungsprozess entwickelt, der auf einer Schattenmasken-Methode basiert. Diese Arbeit beschreibt zunächst den theoretischen Hintergrund des Transports heißer Elektronen in magnetischen, dünnen Schichten und untersucht mittels eines selbst entwickelten, Monte Carlo basierenden Programms den Einfluß von Defekten, Bandstruktur und Temperatur auf die Transporteigenschaften im MTT. Im Anschluss daran wird die Herstellungsmethode beschrieben. Die experimentelle Ergebnisse werden zusammengefasst und verglichen mit den Ergebnisse der numerische Simulierung sowie früheren experimentellen Arbeiten über MTTs.


Involved Institutions


Details

Item typeThesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:Primary Publication
Date18 August 2011
RefereeProf. Dr. Günther Bayreuther
Date of exam19 August 2010
InstitutionsPhysics > Institute of Experimental and Applied Physics > Alumni or Retired Professors > Group Günther Bayreuther
KeywordsHot electron, spintronics, MTT, Magnetic tunnel transistor, spin polarized transport, epitaxial growth
Dewey Decimal Classification500 Science > 530 Physics
StatusPublished
RefereedYes, this version has been refereed
Created at the University of RegensburgYes
URN of the UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-217926
Item ID21792

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