[发明专利]磁振子磁随机存取存储器器件

权利要求书

1.一种用于磁随机存取存储器（MRAM）器件的双向写入的方法，所述器件具有参考层、邻近所述参考层的隧道势垒、邻近所述隧道势垒的自由层、邻近所述自由层的金属隔离物、邻近所述金属隔离物的绝缘磁体以及邻近所述绝缘磁体的金属加热器，所述方法包括：

响应于热梯度使所述绝缘磁体产生自旋极化电子；

通过从所述绝缘磁体产生的所述自旋极化电子开始所述自由层的磁化的不稳定化；以及

在开始所述不稳定化之后，向所述MRAM器件施加电压，以选择所述自由层的所述磁化。

其中所述电压的极性确定所述自由层的磁化是平行还是反平行于所述参考层的磁化。

2.根据权利要求1的方法，其中当所述电压的所述极性为正时，所述自由层的所述磁化翻转以具有一个磁化取向；并且

其中当所述电压的所述极性为负时，所述自由层的所述磁化翻转以具有另一磁化取向；

3.根据权利要求1的方法，其中通过从所述绝缘磁体产生的所述自旋极化电子开始所述自由层的所述磁化的不稳定化包括：

向所述金属加热器供能以便使所述热梯度从所述高电阻层穿过所述绝缘磁体、所述金属隔离物流动到所述自由层中；

其中所述热梯度产生所述自旋极化电子，所述自旋极化电子具有使所述自由层的所述磁化不稳定化的角动量。

4.根据权利要求3的方法，其中所述自由层的所述磁化在没有不稳定化自旋转移矩时是面外的；

其中所述绝缘磁体的磁化是面内的；以及

其中由于所述自由层的所述磁化是面外的，所述自旋极化电子的所述角动量使所述自由层的所述磁化不稳定化。

5.一种磁随机存取存储器器件，包括：

邻近隧道势垒的参考层、邻近所述隧道势垒的自由层、邻近所述自由层的金属隔离物、邻近所述金属隔离物的绝缘磁体以及邻近所述绝缘层的金属加热器。

其中，响应于热梯度，配置所述绝缘磁体以产生自旋极化电子；

其中所述绝缘磁体产生的所述自旋极化电子使所述自由层的磁化不稳定化；

其中当所述自由层的所述磁化被不稳定化时，向所述MRAM器件施加的电压改变所述自由层的所述磁化。

其中所述施加的电压的极性确定所述自由层的所述磁化是平行还是反平行于所述参考层的磁化。

6.根据权利要求5的器件，其中当所述施加的电压的所述极性为正时，所述自由层的所述磁化翻转以具有一个磁化取向；以及

其中当所述施加的电压的所述极性为负时，所述自由层的所述磁化翻转以具有另一个磁化取向；

7.根据权利要求5的器件，其中通过向所述金属加热器供能造成所述热梯度，以及所述热梯度从所述高阻电层，穿过所述绝缘磁体，穿过所述金属隔离物并流动到所述自由层中；以及

其中，所述热梯度产生所述自旋极化电子，所述自旋极化电子具有使所述自由层的所述磁化不稳定化的角动量。

8.根据权利要求5的器件，其中所述自由层的所述磁化在没有不稳定化自旋转移矩时是面外的

其中所述绝缘磁体的磁化是面内的；以及

其中由于所述自由层的所述磁化是面外的，所述自旋极化电子的所述角动量使所述自由层的所述磁化不稳定化。

9.一种用于磁随机存取存储器（MRAM）器件的双向写入的方法，所述器件具有邻近隧道势垒的参考层、邻近所述隧道势垒的自由层、邻近所述自由层的金属隔离物以及邻近所述金属隔离物的绝缘磁体，所述方法包括：

向所述MRAM器件施加第一幅度的第一电压脉冲，所述第一幅度足以使所述隧道势垒作为加热所述绝缘磁体的加热器以便产生自旋极化电子；

通过从所述绝缘磁体中的磁振子产生的转化为自旋对准电子的所述自旋极化电子使所述自由层的磁化不稳定化；以及

当所述自由层的所述磁化被不稳定化时，向所述MRAM器件施加足以改变所述自由层的所述磁化的第二幅度的第二电压脉冲，其中所述第二幅度足够低以便不使所述隧道势垒作为热干扰源；

其中所述第二电压脉冲的极性确定所述自由层的所述磁化是平行还是反平行于所述参考层的磁化。

10.根据权利要求9的方法，其中配置所述第一电压脉冲以提供使所述隧道势垒作为所述加热器的第一幅度的电流；以及

其中配置所述第二电压脉冲以提供不使所述热势垒作为所述加热器的第二幅度的电流。