[发明专利]反铁磁性存储设备

权利要求书

1.一种反铁磁纳米结构，包括：

至少两个反铁磁耦合的磁性原子的阵列，其具有至少两种磁性状态，所述磁性状态即使在没有与外部结构的交互时稳定至少一皮秒，

所述阵列具有为零或大约为零的净磁矩，

其中所述阵列具有沿着其最长维度的100个原子或更少，

其中至少两个反铁磁耦合的磁性原子的多个阵列出现在相同的基板上，每个阵列具有至少两种磁性状态，其中每个阵列具有大约为零的净磁矩。

2.如权利要求1所述的反铁磁纳米结构，其中阵列中的磁性原子的磁矩方向在相邻的磁性原子之间交替。

3.如权利要求1所述的反铁磁纳米结构，其中所述阵列包括堆叠配置中的至少两层磁性原子，每层中的原子与相同层中的其他原子彼此反铁磁耦合，其中每层的净磁矩大约是零。

4.如权利要求1所述的反铁磁纳米结构，其中所述阵列包括堆叠配置中的至少两层磁性原子，每层中的原子与相同层中其他的原子彼此铁磁耦合，其中相邻层的净磁矩大约是零。

5.如权利要求1所述的反铁磁纳米结构，其中所述阵列被相对彼此地放置，使得相邻阵列之间的磁性交互能量至少被部分消除。

6.如权利要求1所述的反铁磁纳米结构，其中所述阵列被相对彼此地放置，使得相邻阵列间的磁性交互能量被消除至少50％。

7.如权利要求1所述的反铁磁纳米结构，其中至少两种磁性状态稳定至少一微秒。

8.如权利要求1所述的反铁磁纳米结构，其中至少两种磁性状态稳定至少一秒。

9.如权利要求1所述的反铁磁纳米结构，其中至少两种磁性状态稳定至少一小时。

10.一种用于改变和/或读取磁性状态的系统，包括：

如权利要求1所述的反铁磁纳米结构；以及

至少一个设备，其用于改变和/或读取每个阵列的磁性状态。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述至少一个设备是隧道磁阻器件。

12.一种原子级结构，具有为零或大约为零的净磁矩；两种或更多种稳定的磁性状态；并具有一个原子阵列，其具有沿着一个或多个方向在相邻磁性原子间交替的磁矩，

其中至少两个反铁磁耦合的磁性原子的多个阵列出现在同一个基板上，每个阵列具有至少两种磁性状态，其中每个阵列具有大约为零的净磁矩。

13.如权利要求12所述的原子级结构，其中所述阵列包括堆叠配置中的至少两层磁性原子，每层中的原子与同一层中的其他原子反铁磁耦合，其中每层的净磁矩大约是零。

14.如权利要求12所述的原子级结构，其中所述阵列包括堆叠配置中至少两层磁性原子，每层中的原子与同一层中的其他原子铁磁耦合，其中相邻层的净磁矩大约是零。

15.如权利要求其12所述的原子级结构，其中所述阵列被相对彼此放置，使得相邻阵列间的磁性交互能量至少被部分消除。

16.如权利要求12所述的原子级结构，其中两种或更多种磁性状态稳定至少一秒。

17.一种用于改变和/或读取磁性状态的系统，包括：

如权利要求12所述的原子级结构；以及

至少一个设备，其用于改变和/或读取每个阵列的磁性状态。

18.一种反铁磁纳米结构，包括：

每个对应于一个比特的多个阵列，

每个阵列具有至少8个反铁磁耦合的磁性原子，

每个阵列具有稳定至少一皮秒的至少两种可读的磁性状态；

每个阵列具有为零或大约为零的净磁矩，

其中没有外部稳定结构施加作用在阵列上以稳定阵列，

其中每个阵列具有沿着其最长维度的100个或更少的原子，

其中所述多个阵列出现在相同的基板上。

19.一种用于改变和/或读取磁性状态的系统，包括：

如权利要求18所述的原子级反铁磁体；以及

至少一个设备，其用于改变和/或读取每个阵列的磁性状态。

20.一种读取和/或写入数据到权利要求18所述的反铁磁纳米结构的方法，该方法包括：

检测反铁磁纳米结构的选定一个或多个阵列的一个原子的磁性状态。