[发明专利]闭合形状的磁性隧道结

权利要求书

1.一种闭合形状的磁性隧道结，包括磁性固定层(10)、磁性自由层(20)以及设置在所述磁性固定层(10)和所述磁性自由层(20)之间的阻挡层(30)；

所述磁性自由层(20)包括至少一组复合子层(21)；所述复合子层(21)由第一磁性层(211)/非磁性层(212)/第二磁性层(213)组成。

2.根据权利要求1所述的磁性隧道结，其特征在于，所述磁性自由层(20)包括多组所述复合子层(21)；其中，多组所述复合子层(21)依次排列。

3.根据权利要求1或2所述的磁性隧道结，其特征在于，所述磁性自由层(20)中所含的所述复合子层(21)的组数≤5。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁性隧道结，其特征在于，所述非磁性层(212)为非磁性金属层，所述非磁性金属层选自Ta、Cu、Cr、V、Nb、Mo、Ru、Pd、Ta、W、Pt、Ag、Au中的一种或多种合金。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的磁性隧道结，其特征在于，所述非磁性层(212)的厚度使得所述第一磁性层(211)和所述第二磁性层(213)形成铁磁耦合；可选地，所述非磁性层(212)的厚度0.2～2.5nm。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的磁性隧道结，其特征在于，所述非磁性层(212)的厚度使得所述第一磁性层(211)和所述第二磁性层(213)形成反铁磁耦合；可选地，所述非磁性层(212)的厚度为0.2～2.5nm。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的磁性隧道结，其特征在于，所述第一磁性层(211)和所述第二磁性层(213)为具有垂直各向异性的铁磁金属；优选地，所述第一磁性层(211)和所述第二磁性层(213)选自[Co/Pt]_n、[Co/Pd]_n、[CoFe/Pt]_n、[CoFe/Pd]_n、[Co/Ni]_n、GdCoFe和TbCoFe和[CoFeB/MgO]_n中的一种或多种，其中，n取2～10之间的正整数。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的磁性隧道结，其特征在于，所述阻挡层(30)的材料选自非晶Al₂O₃、单晶MgO、ZnO、HfO₂、Alq₃、LB有机复合薄膜、GaAs、AlGaAs、InAs、尖晶石结构的单晶MgAl₂O₄、ZnAl₂O₄、SiMg₂O₄、SiZn₂O₄中的一种或多种；优选地，所述阻挡层(30)的厚度为0.5～5nm。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的磁性隧道结，其特征在于，所述磁性隧道结还包括设置在磁性自由层上的覆盖层；优选地，覆盖层的厚度为5～30nm，覆盖层的材料选自Ta、Ru、Cr、Au、Ag、Pt和Cu中的一种或多种。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的磁性隧道结，其特征在于，所述磁性隧道结的横截面呈闭合的正N边环形或者椭圆环，其中N>3；

所述正N边环形的内边长为0～200nm，外边长为10～300nm；

所述椭圆环的环宽为10～100nm，内环短轴的长度为0～200nm，外环短轴的长度为10～300nm，短轴与长轴的长度比为1:1～1:5。