[发明专利]激光加热控制磁随机的存储单元、存储器和逻辑器件

权利要求书

1.一种激光加热控制磁随机的存储单元，其特征在于，包括：

衬底(10)；

自旋轨道耦合层(1)，其形成在所述衬底上，通过在所述自旋轨道耦合层(1)施加电流产生垂直于所述自旋轨道耦合层(1)表面方向的自旋流；

位于自旋轨道耦合层(1)之上的磁性自由层(2)，激光对所述磁性自由层(2)照射加热产生所述磁性自由层(2)磁性的梯度变化，并联合所述自旋流使所述磁性自由层(2)的磁矩发生定向翻转；

保护层(7)，位于所述磁性自由层(2)之上，用于保护所述磁性自由层(2)不被氧化。

2.根据权利要求1所述的激光加热控制磁随机的存储单元，其特征在于，在-50℃-200℃零磁场下，激光对所述磁性自由层(2)的照射加热的轨迹与所述自旋轨道耦合层(1)中施加电流的方向相同或相反。

3.根据权利要求1所述的激光加热控制磁随机的存储单元，其特征在于，所述自旋轨道耦合层(1)在所述衬底(10)上投影呈十字型结构，所述自旋轨道耦合层(1)的十字型结构的其中一对相对端用于施加电流。

4.根据权利要求3所述的激光加热控制磁随机的存储单元的方法，其特征在于，所述自旋轨道耦合层(1)的十字型结构的另一对相对端为输出端，从所述输出端检测反常霍尔电压以输出信号。

5.根据权利要求1所述的激光加热控制磁随机的存储单元，其特征在于，在所述磁性自由层(2)和保护层(7)之间还包括：

中间非磁性层(3)，生长在所述磁性自由层(2)之上；

磁性钉扎层(5)，生长在所述中间非磁性层(3)之上；

反铁磁层(6)，生长在所述磁性钉扎层(5)之上；

保护层(7)，生长在所述反铁磁层(6)之上。

6.一种逻辑器件，其特征在于，包括一个权利要求1-5中任一项所述的存储单元，通过控制激光加热所述存储单元中磁性自由层(2)的部位和施加电流的方向，检测所述磁性自由层(2)中磁矩的翻转，相应实现异或门逻辑。

7.一种逻辑器件，包括两个存储单元，其特征在于，所述存储单元采用如权利要求1-5中任一项所述的存储单元，各所述存储单元包括一检测磁性自由层(2)磁性翻转输出端；

其中，两个所述存储单元的检测磁性自由层(2)磁性翻转输出端电性连接，通过控制两个所述存储单元中各自磁性自由层(2)的部位和测量电流的方向，实现非、与、或非以及与非逻辑。

8.一种磁电阻器件，利用权利1-5中任一项所述的磁随机的存储单元形成的外延结构，所述磁电阻器件包括：磁隧道结、巨磁电阻器件或各向异性隧道磁电阻器件。

9.一种存储器，其特征在于，包括多个如权利要求1-5中任一项所述的存储单元组成的阵列，所述阵列的各列通过自旋轨道耦合层(1)相连，各行通过保护层(7)相连，其中，各所述存储单元独立输入激光照射加热，以及独立输出所检测的各所述存储单元中磁性自由层(2)的磁性的定向翻转。