The capacitance of MgO based magnetic tunnel junctions (MTJs) has been observed to be magnetic field dependent. We propose an equivalent circuit for the MTJs with a parallel-leaky capacitance (Cl) across the series combination of geometric and interfacial capacitance. The analysis of junctions with different tunneling magnetoresistance (TMR) values suggests higher Cl for low TMR junctions. Using Cole-Cole plots, the capacitive nature of MTJs is manifested. Fitting with Maxwell-Wagner capacitance model validates the RC parallel network model for MTJs and the extracted field dependent parameters match with the experimental values.
REFERENCES
1.
S. A.
Wolf
, D. D.
Awschalom
, R. A.
Buhrman
, J. M.
Daughton
, S.
von Molnár
, M. L.
Roukes
, A. Y.
Chtchelkanova
, and D. M.
Treger
, Science
294
, 1488
(2001
).2.
S.
Parkin
, J.
Xin
, C.
Kaiser
, A.
Panchula
, K.
Roche
, and M.
Samant
, Proc. IEEE
91
, 661
(2003
).3.
S.
Tehrani
, J. M.
Slaughter
, M.
Deherrera
, B. N.
Engel
, N. D.
Rizzo
, J.
Salter
, M.
Durlam
, R. W.
Dave
, J.
Janesky
, B.
Butcher
, K.
Smith
, and G.
Grynkewich
, Proc. IEEE
91
, 703
(2003
).4.
G.
Brammertz
, K.
Martens
, S.
Sioncke
, A.
Delabie
, M.
Caymax
, M.
Meuris
, and M.
Heyns
, Appl. Phys. Lett.
91
, 133510
(2007
).5.
K. T.
McCarthy
, A. F.
Hebard
, and S. B.
Arnason
, Phys. Rev. Lett.
90
, 117201
(2003
).6.
H.
Yang
, S.-H.
Yang
, and S.
Parkin
, AIP Adv.
2
, 012150
(2012
).7.
H.
Yang
, S.-H.
Yang
, D.-C.
Qi
, A.
Rusydi
, H.
Kawai
, M.
Saeys
, T.
Leo
, D. J.
Smith
, and S. S. P.
Parkin
, Phys. Rev. Lett.
106
, 167201
(2011
).8.
S.
Zhang
, Phys. Rev. Lett.
83
, 640
(1999
).9.
S. T.
Chui
and L.
Hu
, Appl. Phys. Lett.
80
, 273
(2002
).10.
G.
Landry
, Y.
Dong
, J.
Du
, X.
Xiang
, and J. Q.
Xiao
, Appl. Phys. Lett.
78
, 501
(2001
).11.
H.
Kaiju
, S.
Fujita
, T.
Morozumi
, and K.
Shiiki
, J. Appl. Phys.
91
, 7430
(2002
).12.
Y.-M.
Chang
, K.-S.
Li
, H.
Huang
, M.-J.
Tung
, S.-Y.
Tong
, and M.-T.
Lin
, J. Appl. Phys.
107
, 093904
(2010
).13.
P.
Padhan
, P.
LeClair
, A.
Gupta
, K.
Tsunekawa
, and D. D.
Djayaprawira
, Appl. Phys. Lett.
90
, 142105
(2007
).14.
S.
Ingvarsson
, M.
Arikan
, M.
Carter
, W.
Shen
, and G.
Xiao
, Appl. Phys. Lett.
96
, 232506
(2010
).15.
J. C. A.
Huang
and C. Y.
Hsu
, J. Appl. Phys.
98
, 064901
(2005
).16.
T. W.
Hickmott
, J. Appl. Phys.
93
, 3461
(2003
).17.
S. S. P.
Parkin
, C.
Kaiser
, A.
Panchula
, P. M.
Rice
, B.
Hughes
, M.
Samant
, and S.-H.
Yang
, Nat. Mater.
3
, 862
(2004
).18.
A. M.
Sahadevan
, R. K.
Tiwari
, G.
Kalon
, C. S.
Bhatia
, M.
Saeys
, and H.
Yang
, Appl. Phys. Lett.
101
, 042407
(2012
).19.
G.
Kalon
, Y. J.
Shin
, V. G.
Truong
, A.
Kalitsov
, and H.
Yang
, Appl. Phys. Lett.
99
, 083109
(2011
).20.
B. A.
Ravan
, A. A.
Shokri
, and A.
Yazdani
, J. Appl. Phys.
109
, 07C734
(2011
).21.
S.
Altindal
and H.
Uslu
, J. Appl. Phys.
109
, 074503
(2011
).22.
D.
Korucu
, S.
Altindal
, T. S.
Mammadov
, and S.
Ozcelik
, J. Optoelectron. Adv. Mater.
11
, 192
(2009
).23.
X.
Wu
, E. S.
Yang
, and H. L.
Evans
, J. Appl. Phys.
68
, 2845
(1990
).24.
W.-C.
Chien
, Y.-D.
Yao
, J.-K.
Wu
, C.-K.
Lo
, R.-F.
Hung
, M. D.
Lan
, and P.
Lin
, J. Appl. Phys.
105
, 033915
(2009
).25.
K.
Narayanapillai
, M.
Jamali
, and H.
Yang
, Appl. Phys. Lett.
101
, 052401
(2012
).26.
Y.
Wang
, C.
Kin Ping
, R.
Choi
, and B. H.
Lee
, IEEE Trans. Electron Devices
55
, 2429
(2008
).27.
D. W.
Barlage
, J. T.
O'Keeffe
, J. T.
Kavalieros
, M. M.
Nguyen
, and R. S.
Chau
, IEEE Electron Device Lett.
21
, 454
(2000
).28.
Y.
Wang
, K. P.
Cheung
, R.
Choi
, and B. H.
Lee
, IEEE Trans. Electron Devices
55
, 2437
(2008
).29.
T. G.
Mezger
, The Rheology Handbook: For Users of Rotational and Oscillatory Rheometers
(Vincentz
, Hannover
, 2006
).30.
G.
Catalan
, Appl. Phys. Lett.
88
, 102902
(2006
).31.
W. C.
Chien
, T. Y.
Peng
, L. C.
Hsieh
, C. K.
Lo
, and Y. D.
Yao
, IEEE Trans. Magn.
42
, 2624
(2006
).© 2012 American Institute of Physics.
2012
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
