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近年来，随着纳米技术的应用和发展，自旋极化电子输运问题已经成为凝聚态物理研究中的重要领域之一。本论文对其中关于磁性隧道结(MagneticTunnelJunctions，MTJs)中自旋相关的隧穿磁电阻(TunnelingMagnetoresistance，TMR)效应的一些问题进行了理论研究。
本论文首先介绍了自旋相关的磁电阻效应的背景知识和当前磁性隧道结中自旋相关磁电阻效应的理论与研究现状。然后，我们研究了由两层铁磁绝缘(半导)层夹一薄的非磁绝缘(半导)层所构成的新型双自旋过滤磁隧道结，即NM/FI/NI/FI/NM新型双自旋过滤磁隧道结(NM为非磁(NonmagneticMetal)金属，FI和NI分别为铁磁和非磁绝缘体或半导体(FerromagneticandNonmagneticInsulator(Semiconductor)))的隧穿磁电导和隧穿磁电阻的特性。该磁性隧道结是在NM/FI/FI/NM型双自旋过滤磁隧道结的基础上，进一步在两个FI层之间插入一NI层，以期克服由于两个FI层紧密靠在一起，界面处两层FI间的磁矩可能存在很强的交换耦合作用导致TMR下降并影响双自旋过滤隧道结的灵敏度的缺点。研究结果表明，NM/FI/NI/FI/NM型双自旋过滤隧道结可以通过调节各绝缘层的厚度获得较大的TMR值，在一个较大的偏压范围内该隧道结能克服传统隧道结中TMR随偏压升高而迅速单调下降的缺点。我们所做的研究工作可能为磁电阻元件的研制提供一些有价值的理论参考资料，并有助于进一步研究电子隧穿效应这一量子力学的基本问题。