KR100791651B1 - 개선된 접합형태를 가지는 나노접합 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접합 와이어 사이의 나노접합(nanocontact)에 관한 것으로, 특히 제1 나노 접합 와이어의 접합면이 4분원 형태이고, 상기 제1 나노 접합 와이어와 접합되는 제2 나노 접합 와이어의 접합면은 상기 제1 나노 접합 와이어의 접합면의 4분원 모양과 원점 대칭되는 4분원 형태를 가지게 하여 제2 나노 접합 와이어에 자기장을 걸면 제2 나노 접합 와이어(wire)의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 제1 나노 접합 와이어와 제2 나노 접합 와이어의 자화 방향이 반대로 되어 자구벽(domain wall)을 형성할 때 그 두께가 일정하게 구현함으로써 탄도자기저항비(ballistic magnetoresistance ratio)를 일정하고 재현성 구현할 수 있게 하는 나노 접합 장치에 관한 것이다.
나노접합(nanocontacts), 탄도 자기저항(ballistic magnetoresistance), 자구벽(domain wall), 접합형태

Description

개선된 접합형태를 가지는 나노접합 장치{Apparatus of nanocontacts having improved contact shape}
도 1 (a) 및 (b)는 종래의 나노 접합 구조에서 접합부 길이가 0인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 따라 두께가 다른 자구벽을 형성하는 나노 접합장치를 나타내는 도면,
도 2 (a) 및 (b)는 종래의 나노 접합 구조에서 접합부 길이가 10nm인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 따라 두께가 다른 자구벽을 형성하는 나노 접합 장치를 나타내는 도면,
도 3 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 나노 접합 구조에서 접합부 길이가 0인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 두께가 동일한 자구벽을 형성하는 것을 나노 접합 장치를 나타내는 도면,
도 4는 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 나노 접합 구조에서 접합부 길이가 10nm인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 두께가 동일한 자구벽을 형성하는 나노 접합 장치를 나타내는 도면,
도 5 (a)와 (b)는 본 발명의 제1 실시 예와 제 2 실시 예에 따른 나노접합 구조에서 접합부 길이가 10nm 인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 두께가 동일한 자구벽을 형성한 최종의 나노접합 장치를 나타내는 도면.
본 발명은 나노접합(Nanocontact) 장치에 관한 것으로, 특히 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 일정한 두께의 자구벽(domain wall)을 구현하여 탄도자기저항(BMR; Ballistic MagnetoResistance)을 일정하게 유지하는 나노 접합장치에 관한 것이다.
모바일 애플리케이션 시장이 성장함에 따라 대용량 비휘발성 메모리와 소형HDD(Hard Disc Drive) 수요가 급증하고 있다. 이러한 비휘발성 메모리와 HDD용 소자로 탄도자기저항 소자가 연구되고 있다.
탄도자기저항 소자는 GMR(GMR; Giant Magneto Resistance) 소자 또는 TMR(TMR; Tunneling Magneto Resistance) 소자에 매우 높은 자기저항비(Magnetoresistance Ratio)를 얻을 수 있어서 1 Tb(Tera bit)/in2 이상의 기록밀도를 가진 HDD용 재생헤드 소자로 사용될 수 있다. 또한 이러한 탄도자기저항 소자는 자성 스위칭을 통해 비트(bit)를 표현하므로 작동속도가 매우 빠르고, 비휘발성을 가지며 구조가 단순하여 고집적이 가능하므로 차세대 메모리 소자 구현에 사용할 수 있다. 즉, 휴대용 단말기, 컴퓨터 또는 네트워크 분야에서 사용되는 플래시 메 모리, DRAM(Dynamic Random Access Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 또는 SRAM(Static Random Access Memory)을 대체할 대안기술로 사용될 수 있다.
또한, 탄도자기저항 소자는 방사능 내성이 강하여 미사일과 같은 군수용이나 우주항공분야에도 적용가능하다.
이러한 탄도자기저항에 대한 종래 기술로는 Physical Review Letters, N. Garcia, M. Muㆁoz, and Y.-W. Zhao, VOLUME 82, NUMBER 14, 2923-2926, (1999)에 기재된 Ni 나노접합(nanocontacts)가 있다. 여기에서 Ni 나노접합은 상온에서 100 Oe의 자기장을 사용한 경우 자구벽(domain wall)에 의해 200%가 넘는 탄도자기저항비를 획득하였다. 또한, Journal of Applied Physics, K. Miyake, K. Shigeto, Y. Yokoyama, T. Ono, K. Mibu, T. Shinjo, VOLUME 97, 014309-1~6, (2005) 에는 종래의 일반적인 형태의 나노접합에서 불안정하고 재현성 없는 자구(domain wall)의 형성을 나타내고 있다.
도 1 (a) 및 (b)는 종래의 나노 접합 구조에서 접합부 길이가 0인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 따라 두께가 다른 자구벽을 형성하는 나노 접합을 나타내는 도면이다.
여기에서 한 쪽 접합 와이어의 폭은 150nm이고 다른 쪽 접합 와이어의 폭은 125nm이다. 양쪽 접합 와이어의 접촉면의 폭(width)(y, 아래의 Y와 다름)은 2~15nm이며, 길이(x, 아래의 X와 다름)는 0nm인 경우이다. 초기상태에서 접합 와이어의 스핀 모멘트 방향은 서로 다르다. 100 Oe의 자기장을 오른쪽 접합 와이어에 걸어 t1 (300pico second) 흐르면 오른쪽 접합 와이어에 자구벽이 형성된다. 오른쪽 접합 와이어에만 자기장을 거는 것은, 오른쪽 접합 와이어의 위쪽이나 아래쪽에만 도선을 배치하여 전류를 가해주면 오른쪽 와이어에는 -X 방향(도면에서 접합와이어 가로 방향을 , 세로방향을 Y, 이 X와 Y 와 모두 직각인 방향을 Z로할 때)의 자기장이 가해지고 왼쪽 와이어에는 -Z방향의 자기장이 가해지게 되고, 오른쪽 와이어에는 -X방향의 자구가 나타나서 자구벽이 발생하지만 왼쪽 와이어에는 자성 박막에서의 매우 큰 정자기에너지 때문에 -Z방향으로 자화될 수 없으므로 가능하다.
t2 (600pico second) 에서는 자구벽이 접합와이어의 접합부분 방향으로 이동한다. 3~4 nano second 후에 나타나는 최종 결과(final results)로 나타나는 접합 와이어 사이의 자구벽은 서로 그 두께가 다르게 나타난다. 즉, 도 1(a)는 최종적으로 접합 와이어 사이의 접합부에 나타나는 자구벽 두께가 58nm이고, 도 1(b)는 최종적으로 접합 와이어 사이의 접합부에 나타나는 자구벽 두께가 175nm이다.
도 2 (a) 및 (b)는 종래의 나노 접합 구조에서 접합부 길이가 10nm인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 따라 두께가 다른 자구벽을 형성하는 나노 접합을 나타내는 도면이다.
여기에서 한 쪽 접합 와이어의 폭은 150nm이고 다른 쪽 접합 와이어의 폭은 125nm이다. 양쪽 접합 와이어의 접촉면의 폭(width)(y, 아래의 Y와 다름)은 2~15nm이며, 길이(x, 아래의 X와 다름)는 3~20nm인 경우이다. 초기상태에서 접합 와이어의 스핀 모멘트 방향은 서로 다르다. 100 Oe의 자기장을 오른쪽 접합 와이어에 걸어 t1 (300pico second) 흐르면 오른쪽 접합 와이어에 자구벽이 형성된다. 오른쪽 접합 와이어에만 자기장을 거는 것은, 오른쪽 접합 와이어의 위쪽이나 아래쪽에만 도선을 배치하여 전류를 가해주면 오른쪽 와이어에는 -X 방향(도면에서 접합와이어 가로 방향을 , 세로방향을 Y, 이 X와 Y 와 모두 직각인 방향을 Z로할 때)의 자기장이 가해지고 왼쪽 와이어에는 -Z방향의 자기장이 가해지게 되고, 오른쪽 와이어에는 -X방향의 자구가 나타나서 자구벽이 발생하지만 왼쪽 와이어에는 자성 박막에서의 매우 큰 정자기에너지 때문에 -Z방향으로 자화될 수 없으므로 가능하다.
t2 (600pico second) 에서는 자구벽이 접합와이어의 접합부분 방향으로 이동한다. 3~4 nano second 후에 나타나는 최종 결과(final results)로 나타나는 접합 와이어 사이의 자구벽은 서로 그 두께가 다르게 나타난다. 즉, 도 2(a)는 최종적으로 접합 와이어 사이의 접합부에 나타나는 자구벽 두께가 60nm이고, 도 1(b)는 최종적으로 접합 와이어 사이의 접합부에 나타나는 자구벽 두께가 180nm이다.
이와 같이 종래의 접합 형태를 가지는 탄도자기저항은 접합 와이어의 초기 스핀 상태에 따라 자기장을 걸었을 때 최종적으로 접합 와이어 사이의 접합부 자구벽 두께가 달라지는 문제가 있다. 따라서 자구벽의 두께에 반비례하는 탄도 자기저항비가 달라지므로 소자의 신뢰성을 저해하는 문제가 있다.
따라서 탄도 자기저항비의 신뢰성을 확보하기 위하여 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 나노 접합부의 자구벽 두께가 일정한 나노 접합을 획득하는 것이 요구된다. 즉, 나노 접합부의 자구벽(domain wall)에서 나타나는 탄도 자기저항이 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 안정한 나노접합부의 형상을 얻는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 한쪽 와이어에 자기장을 걸 때 접합 와이어 사이의 자구벽(domain wall)의 두께가 일정한 나노 접합 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 접합 와이어 사이의 접합부의 탄도자기저항(Ballistic Magnetoresistance)을 일정하게 유지하는 나노 접합 장치를 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 접합 와이어의 나노 접합부 형상을 개선한다. 즉, 제1 나노 접합 와이어의 접합부는 4분원 형태로 하고, 제1 나노 접합 와이어와 접합되는 제2 나노 접합 와이어의 접합부는 상기 제1 나노 접합 와이어의 접합부의 4분원 모양과 원점 대칭되는 4분원 형태를 가지는 나노 접합을 제공한다. 또는 제1 접합 와이어의 접합면의 경사각과 제1 나노 접합 와이어와 접합되는 제2 접합 와이어의 접합면의 경사각이 서로 대칭되는 나노 접합을 제공한다.
또한, 이외에 이러한 자기 나노 접합 구조와 다른 실시예, 또는 구성요소의 변경, 추가 등에 의한 다른 실시예의 제공이 가능하다.
본 발명은 한 나노 접합 와이어의 접합부의 형태를 개선하여 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 한쪽 와이어에 자기장을 걸어 제1 나노 와이어와 제2 나노 와이어의 자화 방향이 서로 반대가 되는 경우의 자구벽(domain wall) 두께를 일정하게 구현함으로써 탄도자기저항비(Ballistic Magnetoresistance ratio)를 일정하고 재현성 있게 구현하는 나노 접합에 관한 것이다.
이하에서 본 발명의 실시예로 양쪽에 Ni81Fe19 나노 와이어를 사용한 경우의 나노 접합을 설명한다. 이하에서 본 발명에 따른 나노 접합을 나타내는 도면은 기판에 도포된(depositd) 박막(thin film)을 위에서 내려다 본 것이다.
도 3 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 나노 접합 구조에서 접합부 길이가 0인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 두께가 동일한 자구벽을 형성하는 것을 나노 접합을 나타내는 도면이다.
여기에서 제1 접합와이어는 접합되는 접합영역(contact area)을 포함하는 접합면(contact plane)이 4분원 형태를 가지며, 제2 접합 와이어는 제1 접합 와이어와 접합영역에서 접합하며 제1 접합 와이어의 4분원 접합면과 원점 대칭되는 4분원 형태의 접합면을 가진다. 이러한 4분원의 양 끝이 서로 맞닿아있는 형태이다. 제1 접합 와이어의 폭은 150nm이고 다른 쪽 접합 와이어의 폭은 125nm이다.
양쪽 접합 와이어의 접촉면의 폭(width)(y, 아래의 Y와 다름)은 2~15nm이며, 길이(x, 아래의 X와 다름)는 0nm인 경우이다. 초기상태에서 접합 와이어의 스핀 모멘트 방향은 서로 다르다. 접합부분의 자기 모멘트 방향이 같은 방향인 것은 본원발명의 접합부 형상 때문인 것이고, 접합부에서 멀리 떨어진 오른쪽 끝부분의 자기 모멘트 방향이 각각 아래쪽과 위쪽으로 기울어져 다르게 나타나는 것으로 접합 와이어의 스핀 모멘트 방향이 서로 다름을 알 수 있다.
100 Oe의 자기장을 오른쪽 접합 와이어에 걸어 t1 (300pico second) 흐르면 오른쪽 접합 와이어에 자구벽이 형성된다. 오른쪽 접합 와이어에만 자기장을 거는 것은, 오른쪽 접합 와이어의 위쪽이나 아래쪽에만 도선을 배치하여 전류를 가해주면 오른쪽 와이어에는 -X 방향(도면에서 접합와이어 가로 방향을 , 세로방향을 Y, 이 X와 Y 와 모두 직각인 방향을 Z로할 때)의 자기장이 가해지고 왼쪽 와이어에는 -Z방향의 자기장이 가해지게 되고, 오른쪽 와이어에는 -X방향의 자구가 나타나서 자구벽이 발생하지만 왼쪽 와이어에는 자성 박막에서의 매우 큰 정자기에너지 때문에 -Z방향으로 자화될 수 없으므로 가능하며, 이러한 점은 공지의 기술이다.
t2 (600pico second) 및 t3 (1 nano second)에서는 자구벽이 접합와이어의 접합부분 방향으로 이동한다. 3~4 nano second 후에 나타나는 최종 결과(final results)로 나타나는 접합 와이어 사이의 자구벽은 그 두께가 동일하다. 즉, 시간의 흐름에 따라 (a) 와 (b)는 자구벽의 스핀 모멘트 방향은 서로 다르게 나타나나 최종적으로는 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 일정한 두께의 자구벽을 형성한다. 즉, 최종 결과(final results)로 나타나는 접합 와이어 사이의 자구벽은 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 60nm의 두께를 가진다.
위에서 언급한 바와 같이 초기상태에서 접합부분의 자기 모멘트 방향이 같은 방향인 것은 본원발명의 접합부 형상 때문인 것이고, 접합부에서 멀리 떨어진 부분의 자기 모멘트 방향은 각각 아래쪽과 위쪽으로 기울어져 다르게 나타난다. 즉, 접합부에서 멀리 떨어진 부분은 정자기 에너지 영향을 받아 자기 모멘트 방향이 다르며, 접합부에서는 본원발명의 특유한 형상에 따라 같은 방향으로 나타난다.
이러한 경우, 오른쪽 와이어에 자기장을 걸어주어 자구벽이 오른쪽 끝 부분에서 형성되어 왼쪽으로 이동하게 되면, 오른쪽 끝 부분의 자기 모멘트가 어느 방향(위 또는 아래)으로 향해져 있었는지에 따라 자구벽의 자기 모멘트 방향이 달라진다.
여기에서, 자구벽이 접합부에 위치할 때 도 3에서는 초기 상태의 자기 모멘트 방향이 다르더라도 자구벽의 형상이 동일하며, 이러한 점은 종래 기술인 도 1에서 초기 상태의 자기 모멘트 방향이 다르면 접합부에서의 자구벽의 형상이 달라진다는 점과 구별된다.
도 4는 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 나노 접합 구조에서 접합부 길이가 10nm인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 두께가 동일한 자구벽을 형성하는 나노 접합을 나타내는 도면이다.
여기에서도 제1 접합와이어는 접합되는 접합영역(contact area)을 포함하는 접합면(contact plane)이 4분원 형태를 가지며, 제2 접합 와이어는 제1 접합 와이어와 접합영역에서 접합하며 제1 접합 와이어의 4분원 접합면과 원점 대칭되는 4분원 형태의 접합면을 가진다. 다만 여기에서는 이러한 4분원이 접합되는 부분이 직사각형의 길이를 가진다.
한 쪽 접합 와이어의 폭은 150nm이고 다른 쪽 접합 와이어의 폭은 125nm이다. 양쪽 접합 와이어의 접촉면의 폭(width)(y, 아래의 Y와 다름)은 2~15nm이하이며, 길이(x, 아래의 X와 다름)는 3~20nm인 경우이다. 초기상태에서 접합 와이어의 스핀 모멘트 방향은 서로 다르다. 접합부분의 자기 모멘트 방향이 같은 방향인 것은 본원발명의 접합부 형상 때문인 것이고, 접합부에서 멀리 떨어진 오른쪽 끝부분의 자기 모멘트 방향이 각각 아래쪽과 위쪽으로 기울어져 다르게 나타나는 것으로 접합 와이어의 스핀 모멘트 방향이 서로 다름을 알 수 있다.
100 Oe의 자기장을 오른쪽 접합 와이어에 걸어 t1 (300pico second) 흐르면 오른쪽 접합 와이어에 자구벽이 형성된다. 오른쪽 접합 와이어에만 자기장을 거는 것은, 오른쪽 접합 와이어의 위쪽이나 아래쪽에만 도선을 배치하여 전류를 가해주면 오른쪽 와이어에는 -X 방향(도면에서 접합와이어 가로 방향을 , 세로방향을 Y, 이 X와 Y 와 모두 직각인 방향을 Z로할 때)의 자기장이 가해지고 왼쪽 와이어에는 -Z방향의 자기장이 가해지게 되고, 오른쪽 와이어에는 -X방향의 자구가 나타나서 자구벽이 발생하지만 왼쪽 와이어에는 자성 박막에서의 매우 큰 정자기 에너지 때문에 -Z방향으로 자화될 수 없으므로 가능하다.
t2 (600pico second) 및 t3 (1 nano second)에서는 자구벽이 접합와이어의 접합부분 방향으로 이동한다. 3~4 nano second 후에 나타나는 최종 결과(final results)로 나타나는 접합 와이어 사이의 자구벽은 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 62nm의 두께를 가진다.
삭제
즉, 본 발명에 따른 접합부 형상을 가지는 경우에 두 나노 와이어의 자화가 서로 반대방향이 되도록 자화반전이 되면 형상이방성에 의해 나노 접합 양쪽의 자기 모멘트는 초기 상태에 상관없이 항상 반대 방향으로 되도록 나노접합의 양쪽에서 자기 모멘트의 방향을 일정하게 제어하므로 일정한 두께의 자구벽을 나타냄을 알 수 있다. 따라서 탄도자기저항비가 일정하게 되어 안정한 탄도자기저항 소자를 구현할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이 도 4의 초기상태에서 접합부분의 자기 모멘트 방향이 같은 방향인 것은 본원발명의 접합부 형상 때문인 것이고, 접합부에서 멀리 떨어진 오른쪽 끝부분의 자기 모멘트 방향은 각각 아래쪽과 위쪽으로 기울어져 다르게 나타난다. 즉, 접합부에서 멀리 떨어진 부분은 정자기 에너지 영향을 받아 자기 모멘트 방향이 다르며, 접합부에서는 본원발명의 형상 효과에 따라 같은 방향으로 나타난다. 이러한 경우, 자기장을 걸어주어 자구벽이 오른쪽 끝 부분에서 형성되어 왼쪽으로 이동하게 되면, 오른쪽 끝 부분의 자기 모멘트가 어느 방향(위 또는 아래)으로 향해져 있었는지에 따라 자구벽의 자기 모멘트 방향이 달라진다.
여기에서, 자구벽이 접합부에 위치할 때, 도 4에서는 초기 상태의 자기 모멘트 방향이 다르더라도 자구벽의 형상이 동일하며, 이러한 점은 종래 기술인 도 2에서 초기 상태의 자기 모멘트 방향이 다르면 접합부에서의 자구벽의 형상이 달라진다는 점과 구별된다.
이상에서 본 바와 같이 본원발명의 형상을 가지는 나노접합 구조는, 위의 도 3 및 도 4에서 오른쪽 와이어에 자기장을 인가하면 자기 모멘트 회전방향과 상관없이 자구벽 두께는 일정하게 된다. 도 3 및 도 4의 최종 결과(final results)에서 알 수 있듯이 (a)와 (b) 와이어의 접합부의 자기모멘트의 배열이 반대방향이지만 접합부 형상과 접합부 및 접합부 근처의 자기 모멘트 배열이 접합을 중심으로 원점 대칭이므로 결과적으로는 (a)와 (b)의 자기모멘트 배열이 동일하게 되며, 따라서 자구벽 두께는 모멘트 회전방향과 상관없이 동일하게 된다.
자구벽은 head-to-head 방식이나 tail-to-tail 방식에 상관없이 모멘트 배열에 의해서만 결정되며, 어느 경우이든 자구벽은 두께가 동일하다. 또한 head-to-tail 방식의 경우에는 자구벽이 성립되지 않으며 하나의 단일 자구를 형성한다.
도 5 (a)와 (b)는 본 발명의 제1 실시 예와 제 2 실시 예에 따른 나노접합 구조에서 접합부 길이가 10nm 인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 두께가 동일한 자구벽을 형성한 최종의 나노접합을 나타내는 도면이다. 즉,도 5 (a)는 도 4에서 설명한 본 발명의 제1 실시 예에서 접합부 길이가 10nm 인 경우 제1 나노 와이어와 제2 나노 와이어 사이에 생긴 자구벽을 나타낸 것이고, 도 5 (b)는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 나노접합 구조에서 접합부 길이가 10nm 인 경우 접합 와이어의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 제1 나노 와이어와 제2 나노 와이어 사이에 생긴 두께가 동일한 자구벽을 형성한 최종의 나노접합을 나타낸 것이다.
도 5 (b)에 나타나는 본 발명에의 제2 실시 예에 따른 나노 접합 구조에서 제1 접합 와이어는 접합되는 접합영역(contact area)을 포함하는 접합면(contact plane)이 일정한 경사각을 이루는 형태를 가지며, 제1 접합 와이어와 상기 접합영역에서 접합하는 제2 접합 와이어는 제1 접합 와이어의 접합면의 경사각과 대칭되는 경사각을 이루는 접합면을 가지는 구조이다.
이상에서는 접합 와이어로 NiFe (특히 Ni81Fe19)을 사용한 경우를 설명하였으나, 이외에 Co 또는 Ni 과 같이 페르미 레벨(Fermi energy)에서 업 스핀(up spin)이 다운 스핀(down spin)보다 많은 재료를 사용할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 바람직한 실시 예 등을 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
본 발명에 나노접합을 구성하는 2개의 접합와이어의 접합 영역을 각각 원점 대칭되는 사분원 형태로 하여 접합 와이어(wire)의 초기 스핀 모멘트 방향에 관계없이 자기장을 걸어 제1 나노 와이어와 제 2 나노 와이어의 자화 방향이 반대일 때 나타나는 자구벽(domain wall)의 두께가 일정하게 구현할 수 있다. 따라서 일정하고 재현성 있는 탄도자기저항비(ballistic magnetoresistance ratio)을 가지는 나노 접합을 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 2개의 접합 와이어가 접합되는 나노 접합 장치에 있어서,
    접합되는 접합영역(contact area)을 포함하는 접합면(contact plane)이 4분원 형태를 가지는 제 1 접합 와이어 및;
    상기 제1 접합 와이어와 상기 접합영역에서 접합하며 상기 제1 접합 와이어의 4분원 접합면과 원점 대칭되는 4분원 형태의 접합면을 가지는 제2 접합 와이어를 포함하는 나노 접합 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접합 영역의 길이는 0~20nm이고, 상기 접합 영역의 폭은 2~15nm 임을 특징으로 하는 나노 접합 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접합 와이어와 제2 접합 와이어는 Ni, Co 또는 NiFe 임을 특징으로 하는 나노 접합 장치.
  4. 2개의 접합 와이어가 접합되는 나노 접합 장치에 있어서,
    접합되는 접합영역(contact area)을 포함하는 접합면(contact plane)이 일정한 경사각을 이루는 형태를 가지는 제 1 접합 와이어 및;
    상기 제1 접합 와이어와 상기 접합영역에서 접합하며 상기 제1 접합 와이어의 접합면의 경사각과 대칭되는 경사각을 이루는 접합면을 가지는 제2 접합 와이어를 포함하는 나노 접합 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접합 영역의 길이는 3~20nm이고, 상기 접합 영역의 폭은 2~15nm 임을 특징으로 하는 나노 접합 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 접합 와이어와 제2 접합 와이어는 Ni, Co 또는 NiFe 임을 특징으로 하는 나노 접합 장치.
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