[发明专利]一种可调的垂直式磁电阻元件

权利要求书

1.一种磁电阻元件，包括：

参考层，所述参考层的磁化方向不变且磁各向异性垂直于层表面；

记忆层，所述记忆层的磁化方向可变且磁各向异性垂直于层表面；

势垒层，所述势垒层位于所述参考层和所述记忆层之间且分别与所述参考层和所述记忆层相邻；

其特征在于，还包括

功能层，所述功能层与所述记忆层相邻；所述功能层是具有NaCl晶格结构的材料层，并且所述功能层的(100)晶面平行于基底平面、[110]晶向的晶格常数略大于bcc相Co在[100]晶向的晶格常数；以及

电极层，所述电极层与所述功能层相邻；并且

所述记忆层至少包括第一记忆子层和第二记忆子层，所述第一记忆子层是铁磁性材料层且与所述势垒层相邻，所述第二记忆子层是非晶态铁磁性材料层且与所述功能层相邻。

2.如权利要求1所述的磁电阻元件，其特征在于，所述功能层是单层或多层结构，每层的材料是的金属氧化物、氮化物或氯化物，其中金属是Na、Li、Mg、Ca、Zn、Cd、In、Sn、Cu或Ag中的至少一种。

3.如权利要求1所述的磁电阻元件，其特征在于，所述第一记忆子层的材料是CoFe、Fe、FeNi、CoNi、CoFeB、CoB、FeB、CoFeNiB、NiFeB或CoNiB。

4.如权利要求1所述的磁电阻元件，其特征在于，所述第二记忆子层的材料是CoFeB、CoB、FeB、CoFeNiB、NiFeB或CoNiB，其中B含量为10％～35％。

5.如权利要求1所述的磁电阻元件，其特征在于，所述第一记忆子层的材料是半金属Heusler合金。

6.如权利要求1所述的磁电阻元件，其特征在于，所述记忆层还包括介于所述第一记忆层和所述第二记忆层之间的中间记忆层，所述中间记忆层是具有磁晶垂直各向异性的铁磁性材料层。

7.如权利要求6所述的磁电阻元件，其特征在于，所述中间记忆层的材料包括Co和Fe中的至少一种元素，以及Pd和Pt中的至少一种元素。

8.如权利要求6所述的磁电阻元件，其特征在于，所述记忆层还包括介于所述中间层和所述第二记忆层之间的非磁性的插入层，所述插入层的材料是Ta、W、Ti、Cr、Zr、Nb、Hf、V、Mo、Pt、Pd、Au、Ag或Al。

9.如权利要求1所述的磁电阻元件，其特征在于，还包括分别与所述记忆层和所述功能层相邻的晶格优化层，所述晶格优化层是超晶格结构L21或B2；或者所述晶格优化层的材料是具有NaCl晶格结构的金属氧化物、氮化物或氯化物且其中的金属是Mg、Ca、Zn或Cd中的至少一种，并且还包括Cr、Al、B、Si、P、S、Cu、Zn、Cd、In、Sn、Ag、Be、Ca、Li、Na、Sc、Ti、Rb、V或Mn中至少一种掺杂元素。

10.如权利要求1所述的磁电阻元件，其特征在于，所述记忆层是合成反平行结构。

11.如权利要求1所述的磁电阻元件，其特征在于，所述电极层通过功能层为所述记忆层提供磁极化控制电压，从而调节所述记忆层的磁顽力，达到降低写电流的作用。