[发明专利]自旋转矩振荡器、传感器、磁场感测系统及盘驱动器

权利要求书

1.一种自旋转矩振荡器，包括：

基板；以及

在该基板上的一组层，包括：

自由铁磁层，具有在存在垂直经过该自由铁磁层的平面的激励电流时振荡的磁化；

第一铁磁参考层，具有固定的磁化；

非磁隧道势垒层，在该自由铁磁层与该第一铁磁参考层之间并与该自由铁磁层和该第一铁磁参考层接触；

第二铁磁参考层，具有固定的磁化；

非磁导电间隔层，在该自由铁磁层与该第二铁磁参考层之间并与该自由铁磁层和该第二铁磁参考层接触；以及

用于将电路连接到该振荡器的三个电端子，其中所述三个端子中的第一个电耦接到该第一铁磁参考层，所述三个端子中的第二个电耦接到该第二铁磁参考层，所述三个端子中的第三个电耦接到所述导电间隔层和所述自由铁磁层中的一个。

2.如权利要求1所述的自旋转矩振荡器，其中该第一和第二铁磁参考层的每个的磁化基本垂直于层的平面取向。

3.如权利要求1所述的自旋转矩振荡器，其中该第一和第二铁磁参考层的每个的磁化基本在层的平面内取向。

4.如权利要求3所述的自旋转矩振荡器，其中该第一和第二铁磁参考层的磁化方向基本平行于彼此，其中在没有激励电流时，该自由铁磁层的磁化方向基本反平行于该第一和第二铁磁参考层的磁化方向。

5.如权利要求1所述的自旋转矩振荡器，还包括连接到所述一组层的电路，用于提供经过该导电间隔层的激励电流，该激励电流从直流和交流中选择并具有足够的电流密度以使得该自由铁磁层的磁化振荡，以及用于提供较小的经过该隧道势垒层的感测电流。

6.如权利要求1所述的自旋转矩振荡器，其中该自由铁磁层具有(Co_xFe_100-x)_(100-y)M_y的组分，其中M为从由Al、Ge和Si构成的组中选出的元素，其中x在40至60之间，y在20至40之间。

7.如权利要求1所述的自旋转矩振荡器，其中该自由铁磁层包括从由Co₂MnX、NiMnSb、PtMnSb、Co₂FeSi和Co₂Fe_xCr_(1-x)Al构成的组中选出的铁磁哈斯勒合金，其中X选自Al、Sb、Si、Sn、Ga和Ge构成的组，x在0与1之间。

8.一种用于感测外部磁场的自旋转矩振荡器传感器，包括：

基板；和

在该基板上的一组层，包括：

自由铁磁层，具有在存在要被感测的外部磁场时基本自由振荡的平面内磁化；

第一铁磁参考层，具有固定的平面内磁化；

非磁隧道势垒层，在该自由铁磁层与该第一铁磁参考层之间并与该自由铁磁层和该第一铁磁参考层接触；

第二铁磁参考层，具有固定的平面内磁化；

非磁导电间隔层，在该自由铁磁层与该第二铁磁参考层之间并与该自由铁磁层和该第二铁磁参考层接触；以及

三个电端子，用于将电路连接到该传感器。

9.如权利要求8所述的传感器，其中所述三个端子中的第一个电耦接到该第一铁磁参考层，所述三个端子中的第二个电耦接到该第二铁磁参考层，所述三个端子中的第三个电耦接到所述导电间隔层和所述自由铁磁层中的一个。

10.如权利要求8所述的传感器，其中该基板是导磁材料的第一屏蔽层，并且该传感器还包括导磁材料的第二屏蔽层，所述一组层位于该第一和第二屏蔽层之间，其中所述三个端子中的第一个电耦接到该第一屏蔽层，所述三个端子中的第二个电耦接到该第二屏蔽层，所述三个端子中的第三个电耦接到所述导电间隔层和所述自由铁磁层中的一个。

11.如权利要求10所述的传感器，其中该一组层为叠层。

12.如权利要求10所述的传感器，其中该第二铁磁参考层位于与该导电间隔层基本相同的平面中。

13.如权利要求10所述的传感器，其中所述第一铁磁参考层和所述第二铁磁参考层中的一个位于与该自由铁磁层基本相同的平面中。