Tunneling into Proximity Electrodes with Magnetic Impurities

Abstract

Starting from a model of classical spins a proximity electrode with magnetic impurities in the barrier-near layer is investigated theoretically. The rising differences to the common McMillan tunneling model (MTM), especially, the impurity band in the former gap region of the density of states provide significant changes in the tunneling properties of such a electrode, for example, in all current amplitudes of the Werthamer theory. Detailed investigations of the current-voltage characteristic for tunnel junctions with proximity electrodes containing magnetic impurities show enhanced excess currents below the sum jump which are qualitative similar to experimental results on tunnel structures with electrodes of Nb or V.Ausgehend vom Modell klassischer Spins wird eine Proximityelektrode theoretisch untersucht, deren barrierennahe Schicht magnetische Verunreinigungen enthiilt. Die dabei entstehenden Unterschiede zum McMillan-Tunnelmodell (MTM), insbesondere das Verunreinigungsband im vormaligen Luckenbereich der Zustandsdichte, bewirken deutliche Yeranderungen in den Tunneleigenschaften einer derartigen Elektrode, so beispielsweise in allen Stromamplituden der Werthamer-Theorie. Detaillierte Untersuchungen der Strom-Spannungs-Charakteristik von Tunnelverbindungen mit magnetisch verunreinigten Proximityekktroden zeigen vergrooerte UberschuDstrome unterhalb des Summenanstieges, die qualitative Ahnlichkeit zu experimentellen Beobachtungen an Tunnelelementen mit Nb-oder V-Elektroden aufweisen.