[发明专利]全相变自旋非易失存储单元

说明书

本发明提供一种全相变自旋非易失存储单元，包括磁固定层、间隔层、磁自由层。所述磁固定层、间隔层以及磁自由层依次层叠设置，所述间隔层设置在所述磁固定层和磁自由层之间，且该间隔层分别与所述磁固定层和磁自由层接触设置。所述磁固定层、所述磁自由层的材料均为界面相变材料，所述界面相变材料包括两种体相变材料交替层叠设置。

技术领域

本发明涉及一种相变自旋非易失存储单元。

背景技术

存储器是信息产业中重要的组成部件之一，如何发展新型的低成本、高密度、速度快、长寿命的非易失存储器一直是信息产业研究的重要方向。目前常用的非易失存储器包括相变存储器以及磁存储器。相变存储器是一种非磁性存储器，其在存储过程中，利用相变材料的非晶态（高阻态）和晶态（低阻态）两种状态间阻值的变化进行数据存储。相变存储器虽然能提供比传统DRAM更高的可扩展性，却存在写次数有限、读写性能不对称等问题。而且由于改变相变存储器状态需要的延时和能量都比较高，使得其在写操作性能和功耗方面处于劣势。磁存储器虽然具有高的集成度，却存在读写延迟较高的问题，而且目前磁存储器的材料比较复杂，导致目前磁存储器的成本都较高。

相变材料广泛用于可擦写光盘中，且已经作为新一代非易失随机存储器的主要材料投入生产中。相变材料可以被看作是一种通用存储材料。虽然相变材料在光存储和电存储技术中有广泛的应用，在磁存储技术（利用自旋）中仍没有得到应用。这主要是因为，相变材料本身不具有磁性，但可以通过掺杂磁性元素使得相变材料获得磁性，然而这种方法获得的磁性相变材料居里温度较低（远低于室温），在室温下磁性消失，抑制了这种磁性相变材料在室温下工作的器件中的应用。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种可以在室温条件下工作的全相变自旋非易失存储单元。

一种全相变自旋非易失存储单元，包括磁固定层、间隔层、磁自由层；所述磁固定层、间隔层以及磁自由层依次层叠设置，所述间隔层设置在所述磁固定层和磁自由层之间，且该间隔层分别与所述磁固定层和磁自由层接触设置；所述磁固定层、所述磁自由层的材料均为界面相变材料，所述界面相变材料包括两种体相变材料交替层叠设置。

相较于现有技术，本发明提供的全相变自旋非易失存储单元采用界面相变材料作为所述磁固定层及所述磁自由层的材料，该界面相变材料可以在室温条件下保持磁性，从而使该全相变自旋非易失存储单元可以在室温条件下正常工作，易于商业化应用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的全相变自旋非易失存储单元的结构示意图。

图2为本发明实施中界面相变材料结构示意图。

图3为本发明实施例a提供的全相变自旋非易失存储单元的结构示意图。

图4为本发明实施例b提供的全相变自旋非易失存储单元的结构示意图。

图5为本发明施例提供的全相变自旋非易失存储单元作为非易失数字存储器写入数据的工作原理示意图。

图6为本发明实施例提供的全相变自旋非易失存储单元作为非易失数字存储器读出数据的工作原理示意图。

图7为本发明实施例提供的全相变自旋非易失存储单元作为忆阻器读写数据的工作原理示意图。

主要元件符号说明