[发明专利]磁性存储元件、磁性存储器和驱动磁性存储器的方法

权利要求书

1.一种用于驱动磁性存储器的方法，该磁性存储器包括具有磁性存储元件的存储单元，该磁性存储元件包括磁化方向被固定的磁化参考层、磁化方向可变的磁性存储层、和介于磁化参考层和磁性存储层之间的隧道势垒层，所述磁性存储层的磁化方向可以通过施加电流脉冲和注射自旋极化的电子到磁性存储层中来改变，该方法包括：

施加用于在磁性存储层中写入信息的写入电流脉冲；以及

施加用于从磁性存储层读取信息的读取电流脉冲，

其中写入电流脉冲的持续时间比读取电流脉冲的持续时间长。

2.根据权利要求1的方法，其中当多次施加写入电流脉冲和读取电流脉冲时，写入电流脉冲的每次脉冲持续时间都比读取电流脉冲的每次脉冲持续时间长。

3.根据权利要求1的方法，其中读取电流脉冲的脉冲持续时间比与反向有关的初始切换时间τ₀短，而写入电流脉冲的脉冲持续时间等于或大于与反向有关的初始切换时间τ₀。

4.一种磁性存储器，包括：

具有磁性存储元件的存储单元，该磁性存储元件包括磁化方向被固定的磁化参考层、磁化方向可变的磁性存储层、和介于磁化参考层和磁性存储层之间的非磁性层，所述磁性存储层的磁化方向可以通过向该磁性存储层施加电流脉冲来改变；

读取电路，其产生用于从磁性存储元件读取信息的读取电流脉冲；

写入电路，其产生用于在磁性存储元件中写入信息的写入电流脉冲，该写入电流脉冲的脉冲持续时间比读取电流脉冲的脉冲持续时间长；

与磁性存储元件的一端连接的第一行，在执行写入时所述写入电流脉冲流过第一行，在执行读取时所述读取电流脉冲流过第一行；以及

与磁性存储元件的另一端连接的第二行，在执行写入时所述写入电流脉冲流过第二行，在执行读取时所述读取电流脉冲流过第二行。

5.根据权利要求4的存储器，其中当多次施加写入电流脉冲和读取电流脉冲时，写入电流脉冲的每次脉冲持续时间都比读取电流脉冲的每次脉冲持续时间长。

6.根据权利要求4的存储器，其中读取电流脉冲的脉冲持续时间比与反向有关的初始切换时间τ₀短，而写入电流脉冲的脉冲持续时间等于或大于与反向有关的初始切换时间τ₀。

7.根据权利要求4的存储器，其中所述磁性存储层的磁性各向异性场Hk在50Oe到5000Oe的范围内。

8.一种磁性存储元件，包括：

第一磁化参考层，其具有固定在一个方向的第一磁化反向；

磁性存储层，其具有与第一磁化方向平行的第二磁化方向，第二磁化方向可以通过注射自旋极化的电子来改变；

介于第一磁化参考层和磁性存储层之间的非磁性层；

第二磁化参考层，其设置在磁性存储层的背离非磁性层的一侧；以及

介于第二磁化参考层和磁性存储层之间的自旋过滤层。

9.根据权利要求8的元件，其中：

所述自旋过滤层包括第一和第二非磁性膜、以及由磁性材料形成并设置在第一和第二非磁性膜之间的膜；并且

所述由磁性材料形成的膜的磁性各向异性能量密度与所述由磁性材料形成的膜的体积的乘积小于所述磁性存储层的磁性各向异性能量密度与所述磁性存储层的体积的乘积。

10.根据权利要求8的元件，其中所述自旋过滤层具有粒状结构，该粒状结构具有分散在非磁性膜中的磁性材料。

11.根据权利要求9的元件，其中所述自旋过滤层中的磁性材料在不存在磁场的状态下具有基本上为0的磁化强度。

12.一种磁性存储器，包括：

包括根据权利要求8的磁性存储元件的存储单元；

读取电路，其产生用于从磁性存储元件读取信息的读取电流脉冲；

写入电路，其产生用于在磁性存储元件中写入信息的写入电流脉冲；

与磁性存储元件的一端连接的第一行，在执行写入时所述写入电流脉冲流过第一行，在执行读取时所述读取电流脉冲流过第一行；以及

与磁性存储元件的另一端连接的第二行，在执行写入时所述写入电流脉冲流过第二行，在执行读取时所述读取电流脉冲流过第二行。