[发明专利]二维四方铁磁材料及其制备方法、存储单元及调控存储单元识别存储数据的方法

权利要求书

1.一种二维四方铁磁材料，其特征在于，所述二维四方铁磁材料为FeCl，空间群为NO.129：P4/nmm，晶格参数为a＝b＝0.355nm，c＝1.826nm。

2.如权利要求1所述的二维四方铁磁材料，其特征在于，所述二维四方铁磁材料中Fe原子的缺失1％，Cl原子的缺失1％。

3.如权利要求1或2所述的二维四方铁磁材料，其特征在于，所述二维四方铁磁材料的应变值为-10％～10％；

所述二维四方铁磁材料的横向尺寸≥0.72nm；

所述横向尺寸中的横向方向与所述二维四方铁磁材料的晶格中a轴所在方向相同。

4.权利要求1～3任一项所述的二维四方铁磁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在衬底上沉积Fe原子层，得到Fe原子包覆的衬底；

在初始压力为8～12个大气压的条件下，将所述Fe原子包覆的衬底与氯气在950～1050℃反应后，去除衬底，得到所述二维四方铁磁材料。

5.一种存储单元，其特征在于，包括衬底(1)、第一绝缘层(2)、二维四方铁磁材料层(3)、第一电极层(4)、第二电极层(5)、第二绝缘层(6)和纳米导线层(7)；

所述二维四方铁磁材料层(3)、第一电极层(4)和第二电极层(5)位于同一层；所述第一电极层(4)和第二电极层(5)的间距≥0.72nm；

所述衬底(1)、第一绝缘层(2)、二维四方铁磁材料层(3)、第二绝缘层(6)和纳米导线层(7)依次层叠设置；

所述二维四方铁磁材料层(3)中的二维四方铁磁材料为权利要求1～3任一项所述的二维四方铁磁材料或由权利要求4所述的制备方法制备得到的二维四方铁磁材料。

6.如权利要求5所述的存储单元，其特征在于，所述第一绝缘层(2)和第二绝缘层(6)中的材料的禁带宽度与所述二维四方铁磁材料层中的二维四方铁磁材料的最大禁带宽度之比独立地≥2。

7.如权利要求1或5所述的存储单元，其特征在于，所述第一绝缘层(2)和第二绝缘层(6)的材料独立地为氧化铪、氧化硅、氮化硼、氧化钛、氧化铝、氧化镁、云母、钛酸锶、钛酸铅、钛酸钡、钛酸铋钠、铁酸铋、铁酸镥、氧化镓和氧化钡中的一种或几种。

8.如权利要求5所述的存储单元，其特征在于，所述第一电极层(4)和第二电极层(5)的材料独立地为石墨烯、掺杂石墨烯、金、银、铜、铁、铝、铂、镍、钛和锌中的一种或几种。

9.如权利要求5所述的存储单元，其特征在于，所述纳米导线层(7)的材料为石墨烯、掺杂石墨烯、金、银、铜、铁、铝、铂、镍、钛、锌、铜氧超导体、铁基超导体和硼化镁超导体中的一种或几种。

10.一种调控存储单元识别存储数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述纳米导线层(7)通入脉冲电流产生磁场，改变所述二维四方铁磁材料层(3)中二维四方铁磁材料的电子自旋方向，使二维四方铁磁材料的禁带宽度在0eV～1.2eV范围内变化；

在所述第一电极层(4)和第二电极层(5)之间施加0.1～500mV的电压，测量电流值，并通过电流值来识别所述存储单元的存储数据；

所述存储单元为权利要求5～9任一项所述的存储单元。