[发明专利]一种基于自旋霍尔效应的随机码生成器

权利要求书

1.一种基于自旋霍尔效应的随机码生成器，其特征在于，包括磁性隧道结(1)、产生自旋霍尔效应的重金属层(2)、偏置导线(3)或偏置线圈(4)；磁性隧道结(1)连接于重金属层(2)上方或下方；偏置导线(3)或偏置线圈(4)设于磁性隧道结(1)两侧或上下方；所述磁性隧道结(1)包括垂直固定层I(101)、耦合层(102)、垂直固定层II(103)、隧穿层(104)、垂直记录层(105)；若磁性隧道结连于重金属层上方，则垂直记录层(105)、隧穿层(104)、垂直固定层II(103)、耦合层(102)、垂直固定层I(101)自下而上依次堆叠连接；若磁性隧道结连于重金属层下方，则垂直固定层I(101)、耦合层(102)、垂直固定层II(103)、隧穿层(104)、垂直记录层(105)自下而上依次堆叠连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于自旋霍尔效应的随机码生成器，其特征在于：所述垂直固定层I(101)、垂直固定层II(103)、垂直记录层(105)的磁化方向为在膜层内或垂直于膜层。

3.根据权利要求1所述的一种基于自旋霍尔效应的随机码生成器，其特征在于：所述的垂直固定层I(101)、垂直固定层II(103)和耦合层(102)一起组成合成反铁磁耦合结构；合成反铁磁耦合结构由两层磁性材料与反铁磁耦合层组成；两层磁性材料被反铁磁耦合层分开，并通过反铁磁耦合层的层间相互作用实现磁化方向的反向排列。

4.根据权利要求1所述的一种基于自旋霍尔效应的随机码生成器，其特征在于：所述隧穿层(104)包括一层或多层绝缘层，其材料含有氧化镁、氧化铝、氧化铝镁、氧化钽、氧化钛、氧化钆、氧化铪、氧化锆、氧化镓、氧化钪、氧化钒、氧化锌、氧化镁锌、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氮化硼或氮化铝。

5.根据权利要求1所述的一种基于自旋霍尔效应的随机码生成器，其特征在于：所述垂直固定层I(101)、垂直固定层II(103)的材料为钴、铁、镍、铕、钆、铽、钐、镝、钬、铂、钯、锰、硼、铪、锆、钽、铌、钒、钛、钼、铬、钨以及由上述元素组成的合金。

6.根据权利要求1所述的一种基于自旋霍尔效应的随机码生成器，其特征在于：所述产生自旋霍尔效应的重金属层(2)的材料含有铂、钯、钽或钨。

7.根据权利要求1所述的一种基于自旋霍尔效应的随机码生成器，其特征在于：所述重金属层(2)上方或下方若连接有多个磁性隧道结(1)，则形成多位随机码生成器。

8.根据权利要求3所述的一种基于自旋霍尔效应的随机码生成器，其特征在于：所述反铁磁耦合层的材料含有钌、铑、铼、铱、铜、银、金，以及包含上述材料的合金。

9.根据权利要求1所述的一种基于自旋霍尔效应的随机码生成器，其特征在于：所述垂直记录层(105)的材料为钴、铁、镍、铂、钯、硼、铪、锆、钽、铌、钒、钛、钼、铬、钨以及包含上述元素的合金。