CN109244233B - 基于人工反铁磁固定层的磁性隧道结器件及随机存储装置 - Google Patents
基于人工反铁磁固定层的磁性隧道结器件及随机存储装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109244233B CN109244233B CN201810837874.0A CN201810837874A CN109244233B CN 109244233 B CN109244233 B CN 109244233B CN 201810837874 A CN201810837874 A CN 201810837874A CN 109244233 B CN109244233 B CN 109244233B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- ferromagnetic
- magnetic
- antiferromagnetic
- artificial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 192
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 141
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 73
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 46
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 26
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 23
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 229910019236 CoFeB Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 7
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims description 7
- 229910019222 CoCrPt Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 4
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims description 3
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 claims description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910018979 CoPt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910015187 FePd Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910005335 FePt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910005811 NiMnSb Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims description 3
- 229910000675 bismuth manganese alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 3
- 230000005293 ferrimagnetic effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910001291 heusler alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000684 Cobalt-chrome Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002885 antiferromagnetic material Substances 0.000 claims description 2
- 239000010952 cobalt-chrome Substances 0.000 claims description 2
- 239000002902 ferrimagnetic material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 claims description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 3
- 229910018936 CoPd Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/80—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/161—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/80—Constructional details
- H10N50/85—Magnetic active materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
- H10B61/20—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors
- H10B61/22—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors of the field-effect transistor [FET] type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于人工反铁磁固定层的磁性隧道结器件及随机存储装置,装置涉及到一种可以作为固定层的多层膜结构,即人工反铁磁装置。人工反铁磁装置可以通过电场调控,使其反铁磁耦合增强,该人工反铁磁装置可以作为磁性隧道结的固定层,在电场的作用下反铁磁耦合增强,保证固定层靠近势垒层的铁磁层不进行翻转,从而实现数据的稳定写入。所述基于人工反铁磁固定层的磁性隧道结构成磁性随机存储装置,通过电场和电流的共同作用达到稳定写入数据的目的,结构简单,具有密度高、功耗低、速度快、抗辐射、非易失性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及具有磁性/铁磁材料或结构的电路和器件及其应用,更具体地说,涉及一种电辅助控制的基于人工反铁磁固定层以及使用电场进行辅助擦写的磁性随机存储器。
背景技术
磁性隧道结(magnetic tunnel junction,称为MTJ)由两层磁性金属(例如铁,钴,镍)和夹在两磁性金属层之间的超薄绝缘层(例如氧化铝,或氧化镁)组成。如果在两个磁性金属层之间施加偏置电压,由于绝缘层很薄,电子可以通过遂穿效应通过其势垒。在给定偏压下,隧道电流/遂穿电阻的大小取决于两个铁磁层中磁化的相对取向,这种现象称为隧穿磁阻(tunneling magnetoresistance,称为TMR),这是自旋依赖的隧穿效应的体现。两个铁磁层中磁化的相对取向可以通过施加的磁场来改变。
现今,磁性结(magnetic junction,称为MJ,包括MTJ和自旋阀)通常用于磁性随机存取存储器中。磁性随机存取存储器由于具有非易失性,优异的耐久性,高读/写速度,低功耗等优点而引起工业领域极大关注。磁性随机存储器(magnetic random access memory,称为MRAM)中的磁阻元件可以是包括两个或更多个铁磁性薄膜的磁性结。MJ的电阻取决于固定磁性层和自由磁性层的磁化的相对取向,自由磁性层(free magnetic layer,称为FL)的磁矩可以在两个稳定取向之间切换,MJ的电阻在固定磁性层和自由磁性层的两个相对磁取向情况下呈现两个值,可用于表示数据存储的二进制状态“1”和“0”,并应用于二进制逻辑。可以通过外加磁场改变磁性结的自由层磁化取向,从而得到自由磁性层与固定磁性层磁化平行或反平行时对应的低阻态(“1”)或高阻态(“0”),进而得到逻辑电路需要的1/0态。
一种类型的MRAM是自旋转移矩-磁性随机存储器(STT-MRAM)。利用自旋极化电流(自旋转矩)对磁矩的作用,达到改变自由磁性层磁化方向的目的,并通过改变电流方向来切换自由磁性层的磁化方向,从而完成STT-MRAM中MJ的数据写入。但是应用于自旋转移矩-随机存储器的自旋极化电流一般在107A/cm2左右,较大的自旋极化电流会限制存储单元阵列的排列密度,为了提高存储单元阵列的排列密度,可将固定层厚度减小,此时较大的电流可能造成固定层铁磁态的变化,无法稳定写入数据。
为了解决该问题,提供一种电场辅助控制的基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,即利用电场调控一种人工合成反铁磁,用以增强其反铁磁耦合,使其作为磁性隧道结的固定层,在电流作用下可以保持反铁磁态,利用其靠近势垒层的铁磁层与自由层作用,实现数据稳定写入,减小靠近势垒层的铁磁层厚度,减小存储单元体积,提高存储单元阵列排列密度,成为目前本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种类型的自旋转移矩-磁性随机存储器(STT-MRAM)。根据Nature Communication发表的一篇题名为“Low voltage switching of magnetismthrough ionic liquid gating control of RKKY interaction in FeCoB/Ru/FeCoB and(Pt/Co)2/Ru/(Co/Pt)2multilayers”的文章,该文章报道通过电场调控一种人工合成反铁磁SAF(synthetic antiferromagnetic)多层结构,使该SAF多层结构的反铁磁耦合增强。本发明提供的一种自旋转移矩-磁性随机存储器通过将人工反铁磁与磁性隧道结结合,将人工反铁磁SAF作为磁性隧道结的固定磁性层,通过电场调控增强人工反铁磁SAF的反铁磁耦合,保证其在施加电流的同时固定层保持反铁磁态,此时靠近势垒层的铁磁层厚度可以较小。因此,该自旋转移矩-磁性随机存储器称为电场辅助控制的基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,该装置是在电场和电流共同作用下完成数据的稳定写入。另外,电场辅助控制增强固定层的反铁磁耦合,具有密度高,速度快,功耗低的优点。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
本发明给出了基于人工反铁磁固定层的磁性隧道结器件,包括一个自由磁性层、一个基于人工反铁磁装置的固定磁性层和一个非磁性势垒层构成的磁性隧道结,非磁性势垒层位于自由磁性层和基于人工反铁磁装置的固定磁性层之间;所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层和自由磁性层的磁化方向垂直指向面外或平行于面;
由第一层铁磁层-非磁性间隔层-第二层铁磁层的堆叠结构构成的人工反铁磁装置作为基于人工反铁磁装置的固定磁性层;
还包括第一电极和第二电极,且第一电极和第二电极分别与自由磁性层和基于人工反铁磁装置的固定磁性层最下层的铁磁层接触,使电流在磁性隧道结器件中导通。
优选的,所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层包括:
第一层铁磁层、第二层铁磁层以及位于所述第一层铁磁层与第二层铁磁层之间的非磁性间隔层,所述第一层铁磁层、第二层铁磁层和非磁性间隔层构成第一层铁磁层-非磁性间隔层-第二层铁磁层的堆叠结构,所述堆叠结构即为人工反铁磁装置;
所述人工反铁磁装置处于反铁磁态,当组成人工反铁磁装置的材料种类不同、厚度不同、界面无序不同时,随着外加电场强度的增加,反铁磁耦合强度可以增强,此时在外加电流作用下铁磁层不易发生翻转。
优选的,所述人工反铁磁装置为圆形,其直径为1nm-100nm;外加电场的电压在0.1-15V;
其第一层铁磁层和第二层铁磁层的材料包括但不限于CoFeB、Pt/Co,非磁性间隔层的材料包括但不限于Ru,且Ru的厚度在0.1nm-10nm。
优选的,第一层及第二层铁磁层磁化方向可以垂直于面。
优选的,第一层及第二层铁磁层磁化方向可以平行于面。
优选的,构成所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层的铁磁层材料选自但不限于Fe、Co、CoFe、Ni、CoCrPt、CoFeB、(Co/Ni)p、(Co/Pd)m或(Co/Pt)n,其中m、n、p是指多层堆叠的重复次数;
构成所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层的非磁性间隔层材料选自但不限于Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Ru、Os、Rh、Ir、Pt、Cu、Ag和Au中的一种或多种。
优选的,所述自由磁性层由铁磁性或亚铁磁性金属及其合金制成,所述自由磁性层选自但不限于Fe、Co、Ni、Mn、NiFe、FePd、FePt、CoFe、CoPd、CoPt、YCo、LaCo、PrCo、NdCo、SmCo、CoFeB、BiMn或NiMnSb,及其与B、Al、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr、Mo、Pd或Pt中的一种或多种金属的结合。
优选的,所述自由磁性层由合成铁磁性或亚铁磁性材料制成,所述合成铁磁性或亚铁磁性材料选自但不限于3d/4d/4f/5d/5f/稀土金属层堆叠的人造多层结构Co/Ir、Co/Pt、Co/Pd、CoCr/Pt、Co/Au或Ni/Co。
优选的,所述自由磁性层由半金属铁磁材料制成,所述半金属铁磁材料包括形式为XYZ或X2YZ的Heusler合金,其中X选自但不限于Mn、Fe、Co、Ni、Pd或Cu中的一种或多种,Y选自但不限于Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co或Ni中的一种或多种,Z选自但不限于Al、Ga、In、Si、Ge、Sn或Sb中的一种或多种。
优选的,所述自由磁性层由合成反铁磁材料制成,所述合成反铁磁材料制成的自由磁性层由铁磁层与间隔层组成,构成所述自由磁性层的铁磁层材料选自但不限于Fe、Co、CoFe、Ni、CoCrPt、CoFeB、(Co/Ni)p、(Co/Pd)m或(Co/Pt)n,其中m、n、p是指多层堆叠的重复次数;构成所述自由磁性层的间隔层材料选自但不限于Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Ru、Os、Rh、Ir、Pt、Cu、Ag或Au中的一种或多种。
优选的,所述非磁性间隔层为氧化物、氮化物或氮氧化物,所述氧化物、氮化物或氮氧化物材料的组成元素选自但不限于Mg、B、Al、Ca、Sr、La、Ti、Hf、V、Ta、Cr、W、Ru、Cu、In、Si或Eu中的一种或多种。
优选的,所述非磁性间隔层为金属或合金,所述金属或合金的组成元素选自但不限于Cu、Ag、Au、Al、Pt、Ta、Ti、Nb、Os、Ru、Rh、Y、Mg、Pd、Cr、W、Mo或V中的一种或多种。
优选的,所述非磁性间隔层选自但不限于SiC和陶瓷材料。
优选的,所述电极材料选自但不限于下述金属或合金材料,Li、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Mn、Cu、Zn、Ga、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Tl、Pb、Bi、Po、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或Yb中的一种或多种。
优选的,所述电极材料为碳系导电材料,所述碳系导电材料选自但不限于石墨类、碳纳米管或竹炭。
本发明进而给出了一种基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,包括一个电场辅助控制的磁性隧道结器件,所述磁性隧道结器件包括一个自由磁性层、一个基于人工反铁磁装置的固定磁性层和位于基于人工反铁磁装置的固定磁性层和自由磁性层之间的非磁性势垒层;所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层和自由磁性层的磁化方向垂直指向面外或平行于面,人工反铁磁装置通过电场调控增强其反铁磁耦合;
还包括一对可以产生电场的平行电极板,所述平行电极板置于磁性隧道结两端,并且在平行电极板与电极之间存在一种绝缘层;所述平行电极板通过外接电源产生电场,所述人工反铁磁装置可以在电场作用下增强其反铁磁耦合。
本发明的有益效果在于:
利用人工反铁磁装置作为磁性隧道结的固定层,形成“自由磁性层-非磁性势垒层-人工反铁磁装置”的堆叠结构,基于人工反铁磁装置的固定磁性层在电场调控下实现反铁磁耦合的增强,保证在外界条件作用下,基于人工反铁磁装置的固定层靠近势垒层的铁磁层不进行翻转。
将该磁性隧道结应用于磁性随机存储装置中,由于电场调控增强其基于人工反铁磁的固定层的反铁磁耦合强度,在电流作用下不会改变其磁化方向,实现数据稳定写入,此时可以减小固定层的铁磁层的厚度,从而减小器件体积,提高存储单元阵列排列密度。通过电场和电流的共同作用达到稳定写入数据的目的,其结构简单,具有密度高、功耗低、速度快、抗辐射和非易失性的优点。
本发明的特点是:①通过电场增强人工反铁磁固定层的反铁磁耦合强度,从而减小固定层的厚度来减小器件体积,提高存储单元阵列排列密度;②本发明使用一种人工合成反铁磁装置作为磁性隧道结的固定层,抗干扰能力强,将进一步开拓自旋电子器件的应用空间,推动新型存储器行业的发展。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的不当限定,在附图中:
图1展示出人工合成反铁磁装置,通过电压调控时反铁磁耦合强度J的变化情况。
图2展示出一种基于人工合成多层膜固定层的垂直磁各向异性的磁性隧道结装置示意图。
图3(a)展示出施加电场时,人工合成反铁磁固定层反铁磁耦合增强,在第一种方向电流作用下磁性隧道结自由层翻转,固定层保持反铁磁态,从而实现数据稳定写入的示意图;图3(b)展示出在无电场作用下一种方向电流读取该磁性隧道结数据的示意图。
图4(a)展示出施加电场时,人工合成反铁磁固定层反铁磁耦合增强,在第二种方向电流作用下磁性隧道结自由层翻转,固定层保持反铁磁态,从而实现数据稳定写入的示意图;图4(b)展示出在无电场作用下一种方向电流读取该磁性隧道结数据的示意图。
图5展示出一种电场辅助控制的基于人工合成反铁磁固定层的磁性随机存储装置。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明技术方案做详细说明,以下实施例涉及一种通过电场调控增强人工反铁磁固定层反铁磁耦合的磁随机存储装置,但不构成对本发明做任何限制的依据。
图1展示出论文“Low voltage switching of magnetism through ionic liquidgating control of RKKY interaction in FeCoB/Ru/FeCoB and(Pt/Co)2/Ru/(Co/Pt)2multilayers”中通过电压调控人工反铁磁装置时反铁磁耦合强度J的变化情况。当铁磁层为[Pt(0.88nm)|Co(0.70nm)]2,界面无序程度为0.5,Ru的厚度为0.66nm时,人工反铁磁装置在初始状态下存在相对较弱的反铁磁耦合,并且可以在外加电场增强至4V时变换为强反铁磁耦合。从图中可以看出,随着电压的增加,反铁磁耦合强度J从初始的-1.9erg/cm2变化到-4erg/cm2,即电压作用下其反铁磁耦合增强,此时在外加电流作用下铁磁层不易发生翻转。
如图2所示,由一种垂直各向异性的磁性隧道结与一种合成多层膜装置共同组成一种基于人工反铁磁固定层的磁性隧道结器件20。图2和本发明的任何其它图示未按比例画出。该磁性隧道结器件20包括一个自由磁性层21、一个基于人工反铁磁装置组成的固定磁性层23以及位于自由磁性层21和基于人工反铁磁装置的固定磁性层23之间的一种非磁性势垒层22,自由磁性层21和基于人工反铁磁装置的固定磁性层23的磁化方向大致垂直于面。
在本实施例中,基于人工反铁磁装置的固定磁性层23由合成反铁磁(syntheticantiferromagnetic,称为SAF)材料制成,该基于人工反铁磁装置的固定磁性层23由“第一层铁磁层11-非磁性间隔层12-第二层铁磁层13”构成。人工反铁磁装置为圆形,其直径为1nm-100nm;外加电场的电压在0.1-15V。第一层铁磁层和第二层铁磁层的材料包括但不限于CoFeB、Pt/Co,非磁性间隔层的材料包括但不限于Ru,且Ru的厚度在0.1nm-10nm。第一层及第二层铁磁层磁化方向可以垂直于面或平行于面。
构成所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层的铁磁层材料选自但不限于Fe、Co、CoFe、Ni、CoCrPt、CoFeB、(Co/Ni)p、(Co/Pd)m或(Co/Pt)n,其中m、n、p是指多层堆叠的重复次数;构成所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层的间隔层材料选自但不限于Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Ru、Os、Rh、Ir、Pt、Cu、Ag或Au中的一种或多种。
在本实施例中,自由磁性层21由铁磁性或亚铁磁性金属及其合金制成,所述自由磁性层选自但不限于Fe、Co、Ni、Mn、NiFe、FePd、FePt、CoFe、CoPd、CoPt、YCo、LaCo、PrCo、NdCo、SmCo、CoFeB、BiMn或NiMnSb,及其与B、Al、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr、Mo、Pd或Pt中的一种或多种金属的结合。
在另一些实施例中,自由磁性层21由半金属铁磁材料制成,所述半金属铁磁材料包括形式为XYZ或X2YZ的Heusler合金,其中X选自但不限于Mn、Fe、Co、Ni、Pd或Cu中的一种或多种,Y选自但不限于Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co或Ni中的一种或多种,Z选自但不限于Al、Ga、In、Si、Ge、Sn或Sb中的一种或多种。
在另一些实施例中,自由磁性层21由合成反铁磁(syntheticantiferromagnetic,称为SAF)材料制成,所述合成反铁磁材料制成的自由磁性层由铁磁层与间隔层组成;构成所述自由磁性层的铁磁层材料选自但不限于Fe、Co、CoFe、Ni、CoCrPt、CoFeB、(Co/Ni)p、(Co/Pd)m或(Co/Pt)n,其中m、n、p是指多层堆叠的重复次数;构成所述自由磁性层的间隔层材料选自但不限于Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Ru、Os、Rh、Ir、Pt、Cu、Ag或Au中的一种或多种。
在本实施例中,所述自由磁性层21和基于人工反铁磁装置的固定磁性层23是导电的。
在一些实施例中,非磁性层22是绝缘隧道势垒层,所述非磁性层为氧化物,氮化物,或氮氧化物,所述氧化物、氮化物或氮氧化物材料的组成元素选自但不限于Mg、B、Al、Ca、Sr、La、Ti、Hf、V、Ta、Cr、W、Ru、Cu、In、Si或Eu中的一种或多种。
在另一些实施例中,非磁性层22是导电层,所述非磁性层为金属或合金,所述金属或合金的组成元素选自但不限于Cu、Ag、Au、Al、Pt、Ta、Ti、Nb、Os、Ru、Rh、Y、Mg、Pd、Cr、W、Mo或V中的一种或多种。
在另一些实施例中,非磁性层22选自但不限于SiC、C和陶瓷材料。
在另一些实施例中,非磁性层22可以为其它结构,例如在“Method and systemfor providing a magnetic tunneling junction using spin-orbit interactionbased switching and memories utilizing the magnetic tunneling junction”(美国专利,专利号为9,076,537)中提出的在绝缘体系中加入导电通道的粒状层(a granularlayer including conductive channels in an insulating matrix)。
上述实施例采用不同材料制成的自由磁性层21和固定磁性层23是铁磁性的,而绝缘隧道势垒层22是非磁性的。
如图2所示,第一电极25与基于人工反铁磁装置的固定磁性层23接触,第二电极24与自由磁性层21接触,两个电极24、25与控制电路连接,为磁性隧道结结构提供读取或者写入电流,同时,第二、第一电极24、25也将该磁性隧道结装置20与控制电路连接。第二、第一电极24、25可以由一种导电材料组成,该导电材料选自但不限于Li、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Mn、Cu、Zn、Ga、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Tl、Pb、Bi、Po、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或Yb中的一种或多种。在另一些实施例中,导电层材料可以为碳系导电材料,所述碳系导电材料选自但不限于石墨类、碳纳米管或竹炭等。
图3(a)展示出施加电场时,基于人工反铁磁装置的固定层反铁磁耦合增强,在第一种方向电流作用下磁性隧道结自由层翻转,固定层保持反铁磁态,从而实现数据稳定写入的示意图;当电流I通过电极由基于人工反铁磁装置的固定磁性层23到自由磁性层21方向穿过磁性隧道结,导致基于人工反铁磁装置的固定磁性层23中的铁磁层11的磁化方向与自由磁性层21的磁化方向相反,写入数据状态“0”。图3(b)展示出在无电场作用下一种方向的电流读取基于人工反铁磁装置的固定层23的磁性隧道结数据的示意图,此时磁性隧道结中铁磁层11与自由层21之间的TMR起主导作用,铁磁层11与自由层21磁化方向相反,读出数据状态“0”。
图4(a)展示出施加电场时,基于人工反铁磁装置的固定层反铁磁耦合增强,在第二种方向电流作用下磁性隧道结自由层翻转,固定层保持反铁磁态,从而实现数据稳定写入的示意图;当电流I通过电极由自由磁性层21到基于人工反铁磁装置的固定磁性层23方向穿过磁性隧道结,导致基于人工反铁磁装置的固定磁性层23中的铁磁层11的磁化方向与自由磁性层21的磁化方向相同,写入数据状态“1”。图4(b)展示出在无电场作用下一种方向的电流读取基于人工反铁磁固定层23的磁性隧道结数据的示意图,此时磁性隧道结中铁磁层11与自由层21之间的TMR起主导作用,铁磁层11与自由层21磁化方向相同,读出数据状态“1”。
图5展示由磁性隧道结20、第二、第一电极24、25以及平行电极板组成的磁性随机存储装置,该装置包括一个电场辅助控制的磁性隧道结器件,磁性隧道结器件包括一个自由磁性层21、一个基于人工反铁磁装置的固定磁性层23和位于基于人工反铁磁装置的固定磁性层23和自由磁性层21之间的非磁性势垒层22;固定磁性层和自由磁性层的磁化方向垂直指向面外或平行于面,人工反铁磁装置通过电场调控增强其反铁磁耦合。
还包括一对可以产生电场的平行电极板,平行电极板置于磁性隧道结两端,并且在平行电极板与电极之间存在一种绝缘层;平行电极板通过外接电源产生电场,人工反铁磁装置可以在电场作用下实现反铁磁耦合的增强。
装置可以由电场控制基于人工反铁磁装置的固定磁性层23的反铁磁耦合增强。平行电极板与外电路电压控制器26连接。磁性隧道结20包括自由磁性层21,非磁性势垒层22,和基于人工反铁磁装置的固定磁性层23,磁性隧道结20通过第二电极24与位线(Bit Line)连接,通过第一电极25与字线(Word Line)以及晶体管27连接。在电流穿过磁性隧道结的同时,电压控制器26可以快速为平行电极板提供电压,产生电场,使得基于人工反铁磁装置的固定磁性层23的反铁磁耦合增强,达到减小铁磁层11的厚度且保持其磁化方向不变的目的,从而减小存储单元的体积,提高存储单元阵列排列密度。
本发明并不局限于上述实施例,在本发明公开的技术方案的基础上,本领域的技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形,这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,其特征在于,
包括一个电场辅助控制的磁性隧道结器件,所述磁性隧道结器件包括一个自由磁性层、一个基于人工反铁磁装置的固定磁性层和位于基于人工反铁磁装置的固定磁性层和自由磁性层之间的非磁性势垒层构成的磁性隧道结;
由第一层铁磁层-非磁性间隔层-第二层铁磁层的堆叠结构构成的人工反铁磁装置作为基于人工反铁磁装置的固定磁性层;
所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层和自由磁性层的磁化方向垂直指向面外或平行于面,人工反铁磁装置通过电场调控增强其反铁磁耦合;
还包括第一电极和第二电极,且第一电极和第二电极分别与自由磁性层和基于人工反铁磁装置的固定磁性层最下层的铁磁层接触,使电流在磁性隧道结器件中导通;
还包括一对可以产生电场的平行电极板,所述平行电极板置于磁性隧道结两端,并且在平行电极板与电极之间存在一种绝缘层;所述平行电极板通过外接电源产生电场,磁性隧道结通过第二电极与位线连接,通过第一电极与字线以及晶体管连接;在电流穿过磁性隧道结的同时,电压控制器可以快速为平行电极板提供电压,产生电场,使得所述基于人工反铁磁装置可以实现固定层反铁磁耦合增强。
2.根据权利要求1所述的基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,其特征在于,所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层包括:
第一层铁磁层、第二层铁磁层以及位于所述第一层铁磁层与第二层铁磁层之间的非磁性间隔层,所述第一层铁磁层、第二层铁磁层和非磁性间隔层构成第一层铁磁层-非磁性间隔层-第二层铁磁层的堆叠结构,所述堆叠结构即为人工反铁磁装置;
所述人工反铁磁装置处于反铁磁态,当组成人工反铁磁装置的材料种类不同、厚度不同、界面无序不同时,反铁磁耦合强度增强,此时在外加电流作用下铁磁层不易发生翻转。
3.根据权利要求2所述的基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,其特征在于,所述人工反铁磁装置为圆形,其直径为1nm-100nm;
其第一层铁磁层和第二层铁磁层的材料选自CoFeB、Pt/Co,非磁性间隔层的材料包括Ru,且Ru的厚度在0.1 nm-10 nm。
4.根据权利要求2所述的基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,其特征在于,第一层及第二层铁磁层磁化方向垂直于面。
5.根据权利要求2所述的基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,其特征在于,第一层及第二层铁磁层磁化方向平行于面。
6.根据权利要求2所述的基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,其特征在于,构成所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层的铁磁层材料选自Fe、Co、CoFe、Ni、CoCrPt、CoFeB、(Co/Ni)p、(Co/Pd)m或(Co/Pt)n,其中 m、n、p 是指多层堆叠的重复次数;
构成所述基于人工反铁磁装置的固定磁性层的非磁性间隔层材料选自Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Ru、Os、Rh、Ir、Pt、Cu、Ag和Au 中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,其特征在于,
所述自由磁性层由铁磁性或亚铁磁性金属及其合金制成,所述自由磁性层选自Fe、Co、Ni、Mn、NiFe、FePd、FePt、CoFe、CoPd、CoPt、YCo、LaCo、PrCo、NdCo、SmCo、CoFeB、BiMn或NiMnSb,及其与 B、Al、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr、Mo、Pd或Pt 中的一种或多种金属的结合;
或所述自由磁性层由合成铁磁性或亚铁磁性材料制成,所述合成铁磁性或亚铁磁性材料选自3d/4d/4f/5d/5f/稀土金属层堆叠的人造多层结构Co/Ir、Co/Pt、Co/Pd、CoCr/Pt、Co/Au或Ni/Co;
或所述自由磁性层由半金属铁磁材料制成,所述半金属铁磁材料包括形式为XYZ或X2YZ的Heusler合金,其中X选自Mn、Fe、Co、Ni、Pd或Cu 中的一种或多种,Y选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co或Ni 中的一种或多种,Z 选自Al、Ga、In、Si、Ge、Sn或Sb 中的一种或多种;
或所述自由磁性层由合成反铁磁材料制成,所述合成反铁磁材料制成的自由磁性层由铁磁层与间隔层组成,构成所述自由磁性层的铁磁层材料选自Fe、Co、CoFe、Ni、CoCrPt、CoFeB、(Co/Ni)p、(Co/Pd)m或(Co/Pt)n,其中 m、n、p 是指多层堆叠的重复次数;构成所述自由磁性层的间隔层材料选自Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Ru、Os、Rh、Ir、Pt、Cu、Ag或Au 中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,其特征在于,
所述非磁性间隔层为氧化物、氮化物或氮氧化物,所述氧化物、氮化物或氮氧化物材料的组成元素选自Mg、B、Al、Ca、Sr、La、Ti、Hf、V、Ta、Cr、W、Ru、Cu、In、Si或Eu 中的一种或多种;
或所述非磁性间隔层为金属或合金,所述金属或合金的组成元素选自Cu、Ag、Au、Al、Pt、Ta、Ti、Nb、Os、Ru、Rh、Y、Mg、Pd、Cr、W、Mo或V中的一种或多种;
或所述非磁性间隔层为陶瓷材料。
9.根据权利要求1所述的基于人工反铁磁固定层的磁性随机存储装置,其特征在于,
所述电极材料选自下述金属或合金材料,Li、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Mn、Cu、Zn、Ga、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Tl、Pb、Bi、Po、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或Yb中的一种或多种;
或所述电极材料为碳系导电材料,所述碳系导电材料选自石墨类、碳纳米管或竹炭。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810837874.0A CN109244233B (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 基于人工反铁磁固定层的磁性隧道结器件及随机存储装置 |
US16/120,584 US20190019943A1 (en) | 2018-07-26 | 2018-09-04 | Novel magnetic tunnel junction device and magnetic random access memory |
US16/359,528 US20190216984A1 (en) | 2018-07-26 | 2019-03-20 | Vascularized full thickness tissue-engineered skin assembled by hydrogel, nanofibrous scaffolds and skin cell layers and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810837874.0A CN109244233B (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 基于人工反铁磁固定层的磁性隧道结器件及随机存储装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109244233A CN109244233A (zh) | 2019-01-18 |
CN109244233B true CN109244233B (zh) | 2021-02-19 |
Family
ID=64999266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810837874.0A Active CN109244233B (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 基于人工反铁磁固定层的磁性隧道结器件及随机存储装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190019943A1 (zh) |
CN (1) | CN109244233B (zh) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108987031B (zh) * | 2018-07-06 | 2019-10-18 | 西安交通大学 | 一种磁性隧道结器件及其磁性随机存储装置 |
US10957848B2 (en) * | 2019-02-08 | 2021-03-23 | International Business Machines Corporation | Heusler compounds with non-magnetic spacer layer for formation of synthetic anti-ferromagnets (SAF) |
CN110531286A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-12-03 | 西安交通大学 | 一种抗强磁场干扰的amr传感器及其制备方法 |
US11031058B2 (en) | 2019-09-03 | 2021-06-08 | Western Digital Technologies, Inc. | Spin-transfer torque magnetoresistive memory device with a free layer stack including multiple spacers and methods of making the same |
CN112802959A (zh) * | 2019-11-13 | 2021-05-14 | 上海磁宇信息科技有限公司 | 磁性隧道结结构及磁性随机存储器 |
CN112928201B (zh) * | 2019-12-05 | 2023-04-07 | 上海磁宇信息科技有限公司 | 具有晶格传输作用的合成反铁层的磁性隧道结结构 |
CN113346007A (zh) * | 2020-03-02 | 2021-09-03 | 上海磁宇信息科技有限公司 | 磁性隧道结结构及其磁性随机存储器 |
CN111613662B (zh) * | 2020-05-27 | 2021-06-11 | 东北大学 | 偏压诱导共线反铁磁材料产生自旋极化电流的调控方法 |
US11804321B2 (en) | 2020-11-20 | 2023-10-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Tunable templating layers for perpendicularly magnetized Heusler films |
US11751486B2 (en) | 2020-11-20 | 2023-09-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Templating layers for perpendicularly magnetized Heusler films/compounds |
US11538987B2 (en) | 2020-11-20 | 2022-12-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | IrAl as a non-magnetic spacer layer for formation of synthetic anti-ferromagnets (SAF) with Heusler compounds |
CN112767979B (zh) * | 2020-12-28 | 2023-10-27 | 西安交通大学 | 一种磁多层膜结构及自旋转移矩磁随机存储器 |
CN112736195B (zh) * | 2020-12-28 | 2023-09-01 | 西安交通大学 | 铁电调控人工反铁磁自由层的自旋转移矩磁随机存储器 |
CN112701217B (zh) * | 2020-12-28 | 2024-01-23 | 西安交通大学 | 一种磁性结构和自旋转移矩-磁随机存储器及其写入方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6185080B1 (en) * | 1999-03-29 | 2001-02-06 | International Business Machines Corporation | Dual tunnel junction sensor with a single antiferromagnetic layer |
US6979586B2 (en) * | 2000-10-06 | 2005-12-27 | Headway Technologies, Inc. | Magnetic random access memory array with coupled soft adjacent magnetic layer |
US7211874B2 (en) * | 2004-04-06 | 2007-05-01 | Headway Technologies, Inc. | Magnetic random access memory array with free layer locking mechanism |
US20070187785A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-16 | Chien-Chung Hung | Magnetic memory cell and manufacturing method thereof |
US8054677B2 (en) * | 2008-08-07 | 2011-11-08 | Seagate Technology Llc | Magnetic memory with strain-assisted exchange coupling switch |
JP5767925B2 (ja) * | 2011-09-21 | 2015-08-26 | 株式会社東芝 | 磁気記憶素子及び不揮発性記憶装置 |
CN108010549B (zh) * | 2017-12-04 | 2021-03-16 | 西安交通大学 | 一种自旋极化电流发生器及其磁性装置 |
-
2018
- 2018-07-26 CN CN201810837874.0A patent/CN109244233B/zh active Active
- 2018-09-04 US US16/120,584 patent/US20190019943A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109244233A (zh) | 2019-01-18 |
US20190019943A1 (en) | 2019-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109244233B (zh) | 基于人工反铁磁固定层的磁性隧道结器件及随机存储装置 | |
CN109037434B (zh) | 基于人工反铁磁自由层的隧道结器件及磁性随机存储装置 | |
CN109300495B (zh) | 基于人工反铁磁自由层的磁性结构及sot-mram | |
CN109560193B (zh) | 基于人工反铁磁固定层的磁性结构及sot-mram | |
US7489541B2 (en) | Spin-transfer switching magnetic elements using ferrimagnets and magnetic memories using the magnetic elements | |
CN108010549B (zh) | 一种自旋极化电流发生器及其磁性装置 | |
JP5101298B2 (ja) | スピン伝送を切り換えるように構成された高スピン偏極層を有するmtj素子、及び該磁気素子を用いたスピントロニクス・デバイス | |
US10953319B2 (en) | Spin transfer MRAM element having a voltage bias control | |
EP2220651B1 (en) | High speed low power magnetic devices based on current induced spin-momentum transfer | |
CN108987031B (zh) | 一种磁性隧道结器件及其磁性随机存储装置 | |
EP2450903A1 (en) | Method and system for providing hybrid magnetic tunneling junction elements with improved switching | |
WO2005079348A2 (en) | Method and system for providing heat assisted switching of a magnetic element utilizing spin transfer | |
EP1552526A2 (en) | Magnetic element utilizing spin transfer and an mram device using the magnetic element | |
JP2013021328A (ja) | 半金属強磁性体を用いた磁気接合を提供するための方法及びシステム | |
JP2012119715A (ja) | 高垂直異方性及び面内平衡磁化を有する自由層を備えたスピン転移磁気素子 | |
US20110169111A1 (en) | Optimized free layer for spin torque magnetic random access memory | |
US11631804B2 (en) | Magnetoresistive effect element and magnetic memory | |
CN111384235B (zh) | 一种磁性隧道结及基于磁性隧道结的nsot-mram装置 | |
CN109755383B (zh) | 基于磁子阀和磁子结的磁子磁电阻和自旋霍尔磁电阻器件 | |
CN112652701A (zh) | 一种反铁磁结构及基于反铁磁结构的磁随机存储器 | |
CN110379917B (zh) | 一种磁多层结构、磁性结器件和磁性随机存储装置及其辅助写入和直接读取方法 | |
WO2019138778A1 (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ | |
CN114824062B (zh) | 一种自旋轨道矩驱动的梯度合成反铁磁及其存储器应用 | |
CN112542190A (zh) | 存储器、存储器的写入方法和读取方法 | |
CN117651424A (zh) | 一种自旋轨道矩-磁性随机存储器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |