[发明专利]一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法

权利要求书

1.一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.在具有SOT效应的器件中的各非易失器件的第一对底电极通入复位电流脉冲，同时加磁场强度大于DM相互作用等效场的外磁场，使得各非易失器件中铁磁层的磁畴磁化方向相同；

S2.保持磁场不变，在各非易失器件的第一对底电极通入与复位电流脉冲方向相反的置位电流脉冲，使得各非易失器件的磁畴壁产生随机性的移动；

S3.在各非易失器件的第一对底电极通入测试电流，读取各非易失器件的反常霍尔电阻；

S4.将组成具有SOT效应的器件的各个非易失器件阵列的反常霍尔电阻转化为二进制密码，从而实现可重构PUF；

所述具有SOT效应的器件，该器件由多个非易失器件阵列组成，所述非易失器件具有多层膜结构，从下至上依次包括：由重金属材料或者拓扑绝缘体制成的自旋流生成层；由铁磁材料制成的铁磁层；由绝缘材料制成的绝缘层；由重金属材料制成的盖帽层；第一对底电极和第二对底电极相互正交，且第一对底电极位于自旋流生成层的相对两端，第二对底电极位于自旋流生成层另外的相对两端；

当铁磁层磁矩的易轴方向是垂直方向，外磁场方向与复位电流脉冲方向相反，当铁磁层磁矩的易轴方向是水平方向，外磁场方向垂直向上，自旋流生成层中通入的复位电流脉冲路径、置位电流脉冲路径需保证平行于铁磁层且是直线，置位电流脉冲的幅值和宽度均小于复位电流脉冲。

2.一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.在基于具有SOT效应的器件上施加一个平行于铁磁层磁矩的易轴方向的复位磁场脉冲，复位磁场脉冲的磁场强度大于铁磁层矫顽力，使得各非易失器件的铁磁层的磁化方向与复位磁场脉冲方向相同；

S2.在基于具有SOT效应的器件上施加一个与复位磁场脉冲方向相反的置位磁场脉冲，且磁场强度大于铁磁层矫顽力，宽度比复位磁场脉冲小，使得基于具有SOT效应的器件中的各非易失器件的磁畴壁产生随机性的移动；

S3.在各非易失器件的第一对底电极上通入测试电流，读取各非易失器件的反常霍尔电阻值；

S4.将组成具有SOT效应的器件的各个非易失器件阵列的反常霍尔电阻转化为二进制密码，从而实现可重构PUF；

所述具有SOT效应的器件，该器件由多个非易失器件阵列组成，所述非易失器件具有多层膜结构，从下至上依次包括：由重金属材料或者拓扑绝缘体制成的自旋流生成层；由铁磁材料制成的铁磁层；由绝缘材料制成的绝缘层；由重金属材料制成的盖帽层；第一对底电极和第二对底电极相互正交，且第一对底电极位于自旋流生成层的相对两端，第二对底电极位于自旋流生成层另外的相对两端。

3.一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.在具有SOT效应的器件中的各非易失器件的两个底电极通入复位电流脉冲，同时加磁场强度大于DM相互作用等效场的外磁场，使得各非易失器件中的第一铁磁层的磁畴磁化方向相同；

S2.保持磁场不变，在各非易失器件的两个底电极通入与复位电流脉冲方向相反的置位电流脉冲，使得各非易失器件的磁畴壁产生随机性的移动；

S3.在各非易失器件的任一底电极和上电极上通入测试电流，读取各非易失器件的电阻值；

S4.将组成具有SOT效应的器件的各个非易失器件阵列的电阻转化为二进制密码，从而实现可重构PUF；

所述基于具有SOT效应的器件，该器件由多个非易失器件阵列组成，所述非易失器件具有多层膜结构，从下至上依次包括：由重金属材料或拓扑绝缘体制成的自旋流生成层、由铁磁材料制成的第一铁磁层、由绝缘材料或者非磁性金属材料制成的非磁性层、由铁磁材料制成的被钉扎的第二铁磁层、由反铁磁材料制成的钉扎层、由重金属材料制成的盖帽层和由导电材料制成的上电极，所述第一铁磁层和所述第二铁磁层磁矩的易轴方向相同，第一底电极和第二底电极位于自旋流生成层的相对两端；

当所述第一铁磁层磁矩的易轴方向是垂直方向，外磁场方向与复位电流脉冲方向相反，当所述第一铁磁层磁矩的易轴方向是垂直方向，外磁场方向垂直向上，自旋流生成层中通入的复位电流脉冲路径、置位电流脉冲路径需保证平行于铁磁层且是直线，置位电流脉冲的幅值和宽度均小于复位电流脉冲。