We fabricated fully epitaxial magnetic tunnel junctions with LiF tunnel barriers on Si (100) substrates with high-vacuum electron-beam deposition. By changing the thickness of the LiF barrier, tunnel magnetoresistance of up to 90% at 77 K (17% at room temperature) was observed at tLiF = 2.8 nm. The magnetoresistance ratio as a function of the LiF barrier thickness shows a similar trend with that in magnetic tunnel junctions using epitaxial MgO barriers. There is a rapid decrease of the magnetoresistance ratio with increasing bias-voltage and temperature, indicating the presence of imperfections in the LiF barriers.

1.
H.
Meng
,
R.
Sbiaa
,
M. A. K.
Akhtar
,
R. S.
Liu
,
V. B.
Naik
, and
C. C.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
100
(
12
),
122405
(
2012
).
2.
J.
Cao
,
J.
Kanak
,
T.
Stobiecki
,
P.
Wisniowski
, and
P. P.
Freitas
,
IEEE Trans. Magn.
45
(
10
),
3464
3466
(
2009
).
3.
G. I. R.
Anderson
,
H. X.
Wei
,
N. A.
Porter
,
V.
Harnchana
,
A. P.
Brown
,
R. M. D.
Brydson
,
D. A.
Arena
,
J.
Dvorak
,
X. F.
Han
, and
C. H.
Marrows
,
J. Appl. Phys.
105
(
6
),
063904
(
2009
).
4.
X. F.
Liu
and
J.
Shi
,
Appl. Phys. Lett.
102
(
20
),
202401
(
2013
).
5.
J. S.
Moodera
,
L. R.
Kinder
,
T. M.
Wong
, and
R.
Meservey
,
Phys. Rev. Lett.
74
(
16
),
3273
3276
(
1995
).
6.
S. S. P.
Parkin
,
C.
Kaiser
,
A.
Panchula
,
P. M.
Rice
,
B.
Hughes
,
M.
Samant
, and
S. H.
Yang
,
Nat. Mater.
3
,
862
867
(
2004
).
7.
S.
Yuasa
,
T.
Nagahama
,
A.
Fukushima
,
Y.
Suzuki
, and
K.
Ando
,
Nat. Mater.
3
,
868
871
(
2004
).
8.
S.
Ikeda
,
J.
Hayakawa
,
Y.
Ashizawa
,
Y. M.
Lee
,
K.
Miura
,
H.
Hasegawa
,
M.
Tsunoda
,
F.
Matsukura
, and
H.
Ohno
,
Appl. Phys. Lett.
93
(
8
),
082508
(
2008
).
9.
W. H.
Butler
,
X.-G.
Zhang
, and
T. C.
Schulthess
,
Phys. Rev. B
63
(
5
),
054416
(
2001
).
10.
J.
Mathon
and
A.
Umerski
,
Phys. Rev. B
63
(
22
),
220403
(
2001
).
11.
Y.
Ohdaira
,
M.
Oogane
,
H.
Naganuma
, and
Y.
Ando
,
J. Phys.: Conf. Ser.
200
(
5
),
052019
(
2010
).
12.
N.
Tezuka
,
N.
Ikeda
,
S.
Sugimoto
, and
K.
Inomata
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
46
(
19
),
L454
L456
(
2007
).
13.
A. V.
Ramos
,
T.
Santos
,
G. X.
Miao
,
M.-J.
Guittet
,
J.-B.
Moussy
, and
J. S.
Moodera
,
Phys. Rev. B
78
,
180402(R)
(
2008
).
14.
B.
Li
,
G. X.
Miao
, and
J. S.
Moodera
,
Phys. Rev. B
88
(
16
),
161105
(
2013
).
15.
T. S.
Yoon
,
S.
Yoshimura
,
M.
Tsunoda
,
M.
Takahashi
,
B. C.
Park
,
Y. W.
Lee
,
Y.
Li
, and
C. O.
Kim
,
J. Magn.
9
(
1
),
17
22
(
2004
).
16.
X. Y.
Gao
,
Q.
Li
,
S. D.
Li
,
J.
Xu
,
Y. Z.
Qin
,
X. J.
Shi
,
S. S.
Yan
, and
G. X.
Miao
,
J. Alloys. Compd.
662
,
79
83
(
2016
).
17.
F.
Liu
,
Y.
Yang
,
Q.
Xue
,
Z.
Gao
,
A.
Chen
, and
G. X.
Miao
,
AIP Adv.
6
,
085004
(
2016
).
18.
G. X.
Miao
,
J. Y.
Chang
,
M. J.
van Veenhuizen
,
K.
Thiel
,
M.
Seibt
,
G.
Eilers
,
M.
Münzenberg
, and
J. S.
Moodera
,
Appl. Phys. Lett.
93
(
14
),
142511
(
2008
).
19.
W. F.
Brinkman
,
R. C.
Dynes
, and
J. M.
Rowell
,
J. Appl. Phys.
41
(
5
),
1915
1921
(
1970
).
20.
C. W.
Miller
and
D. D.
Belyea
,
J. Appl. Phys.
105
(
9
),
094505
(
2009
).
21.
C. W.
Miller
,
J. Magn. Magn. Mater.
321
,
2563
2565
(
2009
).
22.
J. G.
Simmons
,
J. Appl. Phys.
34
(
6
),
1793
1803
(
1963
).
23.
M.
Bowen
,
V.
Cros
,
F.
Petroff
,
A.
Fert
,
C.
Martínez Boubeta
,
J. L.
Costa-Krämer
,
J. V.
Anguita
,
A.
Cebollada
,
F.
Briones
,
J. M.
de Teresa
,
L.
Morellón
,
M. R.
Ibarra
,
F.
Güell
,
F.
Peiró
, and
A.
Cornet
,
Appl. Phys. Lett.
79
(
11
),
1655
1657
(
2001
).
24.
J.
Faure-Vincent
,
C.
Tiusan
,
E.
Jouguelet
,
F.
Canet
,
M.
Sajieddine
,
C.
Bellouard
,
E.
Popova
,
M.
Hehn
,
F.
Montaigne
, and
A.
Schuhl
,
Appl. Phys. Lett.
82
(
25
),
4507
4509
(
2003
).
25.
T.
Moriyama
,
C.
Ni
,
W. G.
Wang
,
X.
Zhang
, and
J. Q.
Xiao
,
Appl. Phys. Lett.
88
(
22
),
222503
(
2006
).
26.
C. W.
Miller
,
Z. P.
Li
,
J.
Åkerman
, and
I. K.
Schuller
,
Appl. Phys. Lett.
90
(
4
),
043513
(
2007
).
27.
D. D.
Djayaprawira
,
K.
Tsunekawa
,
M.
Nagai
,
H.
Maehara
,
S.
Yamagata
, and
N.
Watanabe
,
Appl. Phys. Lett.
86
(
9
),
092502
(
2005
).
28.
J.
Zhang
and
R. M.
White
,
J. Appl. Phys.
83
(
11
),
6512
6514
(
1998
).
You do not currently have access to this content.