[发明专利]具有利用自旋转移力矩可编程的磁弹性自由层的磁性结

权利要求书

1.一种磁性结，所述磁性结位于基底上并可用于磁性装置中，所述磁性结包括：

参考层；

非磁性间隔件层；以及

自由层，非磁性间隔件层位于参考层和自由层之间，自由层具有磁矩、垂直磁各向异性和平面外退磁能，对于静态，垂直磁各向异性超过平面外退磁能，在静态，磁矩沿着垂直于平面的方向，自由层具有磁致伸缩，使得垂直磁各向异性改变，以便在存在施加于磁性结的编程电压的情况下磁矩从所述方向倾斜至少五度，编程电压为至少1伏特且不大于2伏特，自由层具有面对非磁性间隔件层的第一界面和与非磁性间隔件层相对的第二界面；

其中，非磁性间隔件层中的至少一个是与第一界面相邻的绝缘隧道势垒层，磁性结还包括与第二界面相邻的附加绝缘层；

其中，构造磁性结使得当写入电流经过磁性结时，自由层在多个稳定磁状态之间是可切换的。

2.根据权利要求1所述的磁性结，其中，非磁性间隔件层是绝缘隧道势垒层，且磁性结包括非磁性绝缘层。

3.根据权利要求2所述的磁性结，其中，非磁性绝缘层是附加隧道势垒层，其中，磁性结还包括：

附加参考层，附加隧道势垒层在自由层和附加参考层之间。

4.根据权利要求1所述的磁性结，其中，自由层包括Tb合金、Co合金和Tb_xDy_1-xFe₂中的至少一种，其中，x大于0且小于1。

5.根据权利要求1所述的磁性结，其中，编程电压至少为0.5伏特且不大于1伏特。

6.根据权利要求1所述的磁性结，其中，非磁性间隔件层是导体，其中，磁性结包括附加绝缘层。

7.根据权利要求1所述的磁性结，其中，非磁性间隔件层是隧道势垒层且邻接自由层的第一界面。

8.根据权利要求1所述的磁性结，其中，磁性结包括附加绝缘层，其中，附加绝缘层与自由层的第二界面邻接。

9.一种磁存储器，所述磁存储器包括：

多个磁存储单元，所述多个磁存储单元中的每个包括至少一个磁性结，所述至少一个磁性结包括参考层、非磁性间隔件层和自由层，非磁性间隔件层位于参考层和自由层之间，自由层具有磁矩、垂直磁各向异性和平面外退磁能，对于静态，垂直磁各向异性超过平面外退磁能，磁矩在静态沿着垂直于平面的方向，自由层具有磁致伸缩，使得垂直各向异性改变，以便在存在施加于磁性结的编程电压的情况下磁矩从所述方向倾斜至少五度，编程电压至少为1伏特且不大于2伏特，自由层具有面对非磁性间隔件层的第一界面和与非磁性间隔件层相对的第二界面，构造磁性结使得当写入电流经过磁性结时，自由层在多个稳定磁状态之间是可切换的，非磁性间隔件层中的至少一层是与第一界面相邻的绝缘隧道势垒层，磁性结还包括与第二界面相邻的附加绝缘层；

多条位线，与所述多个磁存储单元结合。

10.根据权利要求9所述的磁存储器，其中，非磁性间隔件层是绝缘隧道势垒层，且磁性结包括非磁性绝缘层。

11.根据权利要求10所述的磁存储器，其中，非磁性绝缘层是附加隧道势垒层，其中，磁性结还包括：

附加被钉扎层，附加隧道势垒层在自由层和附加被钉扎层之间。

12.根据权利要求10所述的磁存储器，其中，自由层包括Tb合金、Co合金和Tb_xDy_1-xFe₂中的至少一种，其中，x大于0且小于1。

13.根据权利要求9所述的磁存储器，其中，编程电压至少为0.5伏特且不大于1伏特。