Epitaxial discontinuous Fe/MgO multilayers have been grown by pulsed laser deposition on MgO(001) single-crystal substrates. The multilayers with 0.6 nm nominal Fe layers thickness are superparamagnetic and demonstrate tunneling magnetoresistance (TMR) in the current-in-plane configuration. Increasing deposition temperature causes an improvement in crystal quality and is accompanied by higher TMR ratios. The maximum value (9.2% TMR at room temperature and 18 kOe magnetic field) trebles that of polycrystalline samples deposited simultaneously on glass substrates. A model formula for TMR ratio that includes both spin-dependent tunneling and spin-filtering effect is proposed to explain these results.
REFERENCES
1.
S.
Sankar
, S. B.
Dieny
, and A. E.
Berkowitz
, J. Appl. Phys.
81
, 5512
(1997
).2.
B.
Dieny
, S.
Sankar
, M. R.
McCartney
, D. J.
Smith
, P.
Bayle-Guillemaud
, and A. E.
Berkowitz
, J. Magn. Magn. Mater.
185
, 283
(1998
).3.
G. N.
Kakazei
, Y. G.
Pogorelov
, A. M. L.
Lopes
, J. B.
Sousa
, S.
Cardoso
, P. P.
Freitas
, M. M.
Pereira de Azevedo
, and E.
Snoeck
, J. Appl. Phys.
90
, 4044
(2001
).4.
R.
Bručas
, M.
Hanson
, R.
Gunnarsson
, E.
Wahlström
, M.
van Kampen
, B.
Hjörvarsson
, H.
Lidbaum
, and K.
Leifer
, J. Appl. Phys.
101
, 073907
(2007
).5.
H. G.
Silva
, A. M.
Pereira
, J. M.
Teixeira
, J. M.
Moreira
, G. N.
Kakazei
, J. P.
Araújo
, Y. G.
Pogorelov
, J. B.
Sousa
, M. E.
Braga
, B.
Raquet
, H.
Rakoto
, C.
Gatel
, E.
Snoeck
, S.
Cardoso
, and P. P.
Freitas
, Phys. Rev. B
82
, 144432
(2010
).6.
S.
Yuasa
, T.
Nagahama
, A.
Fukushima
, Y.
Suzuki
, and K.
Ando
, Nature Mater.
3
, 868
(2004
).7.
C.
Tiusan
, F.
Greullet
, M.
Hehn
, F.
Montaigne
, S.
Andrieu
, and A.
Schuhl
, J. Phys.: Condens. Matter
19
, 165201
(2007
).8.
A.
García-García
, A.
Vovk
, J. A.
Pardo
, P.
Štrichovanec
, C.
Magén
, E.
Snoeck
, P. A.
Algarabel
, J. M.
De Teresa
, L.
Morellón
, and M. R.
Ibarra
, J. Appl. Phys.
105
, 063909
(2009
).9.
A.
García-García
, A.
Vovk
, J. A.
Pardo
, P.
Štrichovanec
, P. A.
Algarabel
, C.
Magén
, J. M.
De Teresa
, L.
Morellón
, and M. R.
Ibarra
, J. Appl. Phys.
107
, 033704
(2010
).10.
A.
García-García
, A.
Vovk
, P.
Štrichovanec
, J. A.
Pardo
, C.
Magén
, P. A.
Algarabel
, J. M.
De Teresa
, L.
Morellón
, and M. R.
Ibarra
, J. Phys.: Condens. Matter
22
, 056003
(2010
).11.
M.
Nagao
, N.
Tanaka
, and K.
Mihama
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
25
, L614
(1986
).12.
G.
Fahsold
, A.
Pucci
, and K. -H.
Rieder
, Phys. Rev. B
61
, 8475
(2000
).13.
R.
Reitinger
, B.
Sepiol
, G.
Vogl
, B.
Pfau
, L. -M.
Stadler
, S.
Stankov
, F.
Zontone
, N.
Spiridis
, and J.
Korecki
, J. Appl. Phys.
102
, 034310
(2007
).14.
S.
Adenwalla
, Y. S.
Park
, G. P.
Felcher
, and M.
Teitelman
, J. Appl. Phys.
76
, 6443
(1994
).15.
G. N.
Kakazei
, Y. G.
Pogorelov
, J. A. M.
Santos
, J. B.
Sousa
, P. P.
Freitas
, S.
Cardoso
, N. A.
Lesnik
, and P. E.
Wigen
, J. Magn. Magn. Mater.
266
, 57
(2003
).16.
J. I.
Inoue
and S.
Maekawa
, Phys. Rev. B
53
, R11927
(1996
).© 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
