[发明专利]存储器单元和存储器器件

权利要求书

1.一种非易失性存储器单元，包括第一铁磁层(11)和第二铁磁层(12)，所述第一铁磁层和第二铁磁层(11，12)由非磁性间隔物层(13)分离，所述第一铁磁层具有已定义的磁化方向，并且所述第一铁磁层和第二铁磁层的磁化方向的相对定向定义所存储信息的值，其特征在于具有已定义的磁化方向的第三铁磁层(15)以及所述第二铁磁层与所述第三铁磁层之间的电阻切换材料(14)，其中所述电阻切换材料的电荷载流子密度通过施加的电压信号而在不同载流子密度状态之间可逆地可切换，不同载流子密度状态引起所述第二铁磁层与所述第三铁磁层之间不同的有效磁交换耦合，并且由此引起所述第二铁磁层的不同磁化方向。

2.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述存储器单元的至少一层是离子传导层，其能够根据所述电压信号的极性从所述电阻切换材料接受离子以及将离子释放到所述电阻切换材料中，所述离子传导层与所述电阻切换材料接触。

3.根据权利要求2所述的存储器单元，其中所述离子传导层是所述第三铁磁层(14)、所述第二铁磁层(12)和金属中间层(18)中的至少一个。

4.根据任一前述权利要求所述的存储器单元，其中所述电阻切换材料是过渡金属氧化物。

5.根据权利要求4所述的存储器单元，其中所述过渡金属氧化物包括填充受控金属-绝缘体跃迁。

6.根据权利要求5所述的存储器单元，其中所述电阻切换材料包括氧化物，所述氧化物包括钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍和铜中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的存储器单元，其中所述电阻切换材料是TiQ_1-δ、V₂Q_3-δ、NiQ_1-δ、Cr₂Q_3-δ和(La，Sr)BQ_3-δ中的一个，其中B为过渡金属如钛，而δ为对于所述第一状态和所述第二状态不同的数目，其中0≤δ＜1。

8.根据权利要求2或者3和权利要求4-7中的任一权利要求所述的存储器单元，其中所述离子传导层的材料表现至少为10^-9cm²/Vs的氧空缺迁移率。

9.根据权利要求4-8中的任一权利要求所述的存储器单元，其中所述电阻切换材料表现至少为10^-9cm²/Vs的氧空缺迁移率。

10.根据任一前述权利要求所述的存储器单元，包括第一触点、第二触点和第三触点，其中可通过在所述第一触点与第二触点之间传导电流来测量跨所述第一间隔物层的隧道电阻，并且其中可在所述第二触点与第三触点之间施加电压脉冲。

11.一种存储器器件，包括多个根据任一前述权利要求所述的存储器单元。

12.根据权利要求11所述的存储器器件，具有多个根据权利要求10所述的存储器单元，包括用于接触所述存储器单元的所述第一触点、第二触点和第三触点的接触线。