[发明专利]自旋电子逻辑元件

权利要求书

1.一种C元件，包括：

第一纳米柱，其包括第一固定磁层并且耦合到第一接触部；

第二纳米柱，其包括第二固定磁层并且耦合到第二接触部；以及

第三纳米柱，其包括第三固定磁层并且耦合到第三接触部；

其中，(a)所述第一纳米柱、所述第二纳米柱和所述第三纳米柱包括在所述C元件中，并全部形成在公共自由磁层之上，并且(b)所述第三固定磁层和所述自由磁层形成磁隧道结(MTJ)，其中，所述第一纳米柱和所述第二纳米柱形成在公共轴上，并且所述第三纳米柱形成在与所述公共轴正交的附加轴上。

2.根据权利要求1所述的C元件，其中，所述第一纳米柱和所述第二纳米柱都不形成在所述附加轴上。

3.根据权利要求1所述的C元件，其中，所述自由磁层是单片式的。

4.根据权利要求1所述的C元件，其中，在所述第一纳米柱和所述第二纳米柱二者被供应有低逻辑状态电流时，所述自由磁层具有低逻辑状态。

5.根据权利要求1所述的C元件，其中，在所述第一纳米柱和所述第二纳米柱二者同时被供应有低逻辑状态电流时，所述自由磁层具有低逻辑状态。

6.根据权利要求1所述的C元件，其中，在所述第一纳米柱和所述第二纳米柱被供应有相反逻辑状态电流时，所述自由磁层保持先前被编程的逻辑状态。

7.根据权利要求1所述的C元件，其形成在基板上，在所述基板上形成有包括附加MTJ的磁存储器，其中，所述附加MTJ的固定磁层和所述第三固定磁层都形成在所述基板上方的公共层层级处。

8.根据权利要求1所述的C元件，包括附加纳米柱，所述附加纳米柱包括附加接触部和附加固定磁层；其中，所述附加纳米柱形成在所述公共自由磁层之上。

9.根据权利要求1所述的C元件，其中，所述第一纳米柱、所述第二纳米柱和所述第三纳米柱都不包括除了所述第一固定磁层、所述第二固定磁层和所述第三固定磁层之外的任何其它附加固定磁层。

10.根据权利要求9所述的C元件，其中，能够基于自旋转移矩(STT)效应对所述C元件的逻辑状态进行编程，并且基于感测所述MTJ的隧穿磁致电阻(TMR)来读取所述逻辑状态。

11.根据权利要求1所述的C元件，其中，所述第三纳米柱包括位于所述第三固定磁层与所述自由磁层之间的隧道势垒层。

12.一种逻辑门，包括：

第一纳米柱、第二纳米柱和第三纳米柱，所述第一纳米柱、所述第二纳米柱和所述第三纳米柱分别包括第一固定磁层、第二固定磁层以及第三固定磁层；

其中，(a)所述第一纳米柱、所述第二纳米柱和所述第三纳米柱中的每个纳米柱形成在公共自由磁层之上并共享所述公共自由磁层，(b)基于所述第一纳米柱和所述第二纳米柱的逻辑状态来确定所述第三纳米柱的逻辑状态，并且(c)所述第一纳米柱、所述第二纳米柱和所述第三纳米柱均不包括除所述第一固定磁层、所述第二固定磁层以及所述第三固定磁层之外的任何其他附加固定磁层。

13.根据权利要求12所述的逻辑门，其中，所述第一纳米柱、所述第二纳米柱和所述第三纳米柱彼此非共线。

14.根据权利要求12所述的逻辑门，其中，所述逻辑门包括异步逻辑。

15.根据权利要求12所述的逻辑门，其中，在所述第一纳米柱和所述第二纳米柱二者被供应有低逻辑状态时，所述自由磁层具有低逻辑状态。