[发明专利]高速进动切换磁性逻辑

权利要求书

1.一种磁性逻辑器件，包括：

包括第一纳米磁体的输入电极；

包括第二纳米磁体的输出电极，所述第二纳米磁体的自旋与所述第一纳米磁体的自旋非共线；以及

设置在所述输入电极与所述输出电极之间的沟道区和相对应的接地电极。

2.根据权利要求1所述的磁性逻辑器件，还包括：

耦合到所述接地电极的金属接地线。

3.根据权利要求1所述的磁性逻辑器件，还包括：

与第一电极和第二电极中的一个或两个耦合的电源电压平面。

4.根据权利要求1所述的磁性逻辑器件，其中，所述纳米磁体中的一个或两个包括选自由铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)和钆(Gd)构成的组中的单质材料。

5.根据权利要求1所述的磁性逻辑器件，其中，所述纳米磁体中的一个或两个包括选自由钴铁(Co_xFe_y)、镍钴(Ni_xCo_y)、镍铁(Ni_xFe_y)、钴铁硼(Co_xFe_yB_z)、钐钴(Sm_xCo_y)或钕铁硼(Nd_xFe_yB_z)构成的组中的合金材料。

6.根据权利要求1所述的磁性逻辑器件，其中，所述纳米磁体中的一个或两个包括选自由铜锰铝(Cu₂MnAl)、铜锰铟(Cu₂MnIn)、铜锰锡(Cu₂MnSn)、铜铁硅(Co₂FeSi)、钴铁铝(Co₂FeAl)和镓锰(GaMn)构成的组中的哈斯勒合金材料。

7.根据权利要求1所述的磁性逻辑器件，其中，所述沟道区包括选自由铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、单层石墨烯、多层石墨烯以及它们的硅、锗或硅锗合金构成的组中的材料。

8.根据权利要求1所述的磁性逻辑器件，还包括：

设置成与所述沟道区的至少一部分相邻的自旋过滤器电介质层。

9.根据权利要求8所述的磁性逻辑器件，其中，所述自旋过滤器电介质层包括选自由氧化镁(MgO)、氧化铝(Al₂O₃)、单层或多层石墨烯(C)、以及氧化铕(EuO)构成的组中的材料。

10.一种操作磁性逻辑器件的方法，所述方法包括：

从包括第一纳米磁体的输入电极向所述器件的接地沟道区提供具有净自旋方向的电流；以及

在包括第二纳米磁体的输出电极处接收所述电流，以对所述第二纳米磁体的自旋进行排列，所述第二纳米磁体的自旋与所述第一纳米磁体的自旋非共线。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，从所述输入电极提供电流并且在所述输出电极处接收所述电流是为了对所述器件进行进动切换，并且其中，所述器件的进动切换的启动包括使用非零自旋转矩。

12.一种磁性逻辑器件，包括：

包括平面内纳米磁体的输入电极；

包括垂直磁各向异性(PMA)磁体的输出电极；以及

设置在所述输入电极与所述输出电极之间的沟道区和相对应的接地电极。

13.根据权利要求12所述的磁性逻辑器件，还包括：

耦合到所述接地电极的金属接地线。

14.根据权利要求12所述的磁性逻辑器件，还包括：

与第一电极和第二电极中的一个或两个耦合的电源电压平面。

15.根据权利要求12所述的磁性逻辑器件，其中，所述平面内纳米磁体和所述PMA磁体中的一个或两个包括选自由铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钆(Gd)以及它们的原子多层构成的组中的单质材料，并且其中，(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)或钆(Gd)原子多层被使用并且夹杂有包括钯(Pd)或铂(Pt)的非磁中间层。