[发明专利]磁性存储单元及磁性存储器

权利要求书

1.一种磁性存储单元，其特征在于，包括：底电极、顶电极以及位于所述底电极和所述顶电极之间的层叠结构，所述层叠结构包括依次堆叠设置的参考层、势垒层、自由层、非磁性隔离层以及相变层，其中，所述相变层根据相变温度在反铁磁相和铁磁相之间变化，当所述相变层为铁磁相时，为所述自由层提供偏置磁场，所述偏置磁场作用于所述自由层使得所述自由层磁化方向偏离与所述参考层磁化方向共线的方向；所述非磁性隔离层用于防止所述相变层和所述自由层产生磁耦合。

2.根据权利要求1所述的磁性存储单元，其特征在于，当温度低于相变温度时，所述相变层为反铁磁相，当温度高于相变温度时，所述相变层为铁磁相。

3.根据权利要求1所述的磁性存储单元，其特征在于，所述相变层的材料为FeRhX，X为Ir、Pt、V、Mn、Au、Co和Ni中的任意一种或者任意多种的组合，其中，Rh原子占原子总数的百分比为40％～60％，X原子占原子总数的百分比为0～15％。

4.根据权利要求1所述的磁性存储单元，其特征在于，所述相变层的相变温度介于50℃～200℃之间。

5.根据权利要求1所述的磁性存储单元，其特征在于，所述非磁性隔离层的材料为MgO、Cu、Au、Al、Ta、Ag、Mo、Ir和W中的一种或多种的混合物。

6.根据权利要求1所述的磁性存储单元，其特征在于，所述自由层和所述参考层的材料为Co、Fe、Ni、CoB、FeB、NiB、CoFe、NiFe、CoNi和CoFeB中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的磁性存储单元，其特征在于，所述势垒层的材料为MgO、HfO₂、AlO_x和TaO_x中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的磁性存储单元，其特征在于，所述层叠结构还包括：耦合层和钉扎层，所述耦合层位于所述参考层远离所述势垒层的一侧表面，所述钉扎层位于所述耦合层远离所述参考层的一侧表面，所述参考层与所述耦合层以及所述钉扎层构成合成反铁磁结构，用于减小杂散场对所述自由层磁化翻转的影响。

9.根据权利要求8所述的磁性存储单元，其特征在于，所述耦合层为Ru、Ir、Rh、Ti和Ta中的一种，所述钉扎层为各向异性较大的磁性单层膜或多层膜结构。

10.一种磁性存储器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的磁性存储单元。