[发明专利]铁电调控人工反铁磁自由层的自旋轨道矩磁随机存储器

权利要求书

1.一种自旋轨道矩磁随机存储器，包括多个存储单元，每个存储单元包括：

固定磁层；

形成在所述固定磁层上的间隔层；

形成在所述间隔层上的具有人工反铁磁结构的自由磁层，所述自由磁层包括：

形成在所述间隔层上的第一磁层；

形成在所述第一磁层上的非磁耦合层；以及

形成在所述非磁耦合层上的第二磁层；

形成在所述自由磁层上的自旋轨道矩材料层；

形成在所述自旋轨道矩材料层上的铁电层；

形成在所述固定磁层一侧的第一电极；

形成在所述自旋轨道矩材料层的相对两端的第二电极和第三电极；以及

形成在所述铁电层与所述自旋轨道矩材料层相反的一侧在相对两端的第四电极和第五电极，

其中，所述第二电极和所述第三电极用于施加流经所述自旋轨道矩材料层的面内电流，

其中，所述第二电极和所述第三电极之一与所述第一电极用于施加流经所述固定磁层、所述间隔层和所述自由磁层的垂直电流，且

其中，所述第四电极和所述第五电极用于向所述铁电层施加电压，以将所述铁电层的极化电场调控到垂直方向或相对于所述垂直方向倾斜的倾斜方向上。

2.如权利要求1所述的自旋轨道矩磁随机存储器，其中，所述自旋轨道矩材料层由具有自旋霍尔效应的导电材料形成，并且与所述自由磁层的第二磁层直接接触，所述铁电层由绝缘或半导体铁电材料形成。

3.如权利要求1所述的自旋轨道矩磁随机存储器，其中，所述第二磁层的磁矩大于所述第一磁层的磁矩。

4.如权利要求1所述的自旋轨道矩磁随机存储器，其中，所述铁电层由下列材料中的一种或多种形成：所述铁电层由下列材料中的一种或多种形成：PMN-PT((1-x)[PbMg_1/3Nb_2/3O₃]-x[PbTiO₃])、PZN-PT((1-x)Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃]-x[PbTiO₃])、PSN-PT(Pb(Sc_1/2Nb_1/2)-PbTiO₃)、Pb(In_1/2Nb_1/2)-PbTiO₃,Pb(Yb_1/2Nb_1/2)-PbTiO₃、BaTiO₃、BiFeO₃、PbTiO₃、SrTiO₃、LiNbO₃、LiTaO3、HfO₂、ZrO₂、Hf_(1-x)Zr_xO₂、SiC、GaN、KNbO₃、KH₂PO₄、Pb(Zr_1-xTi_x)O₃、LiOsO₃、CaTiO₃、KTiO₃、Ba_xSr_1-xTiO₃(BST)、(Pb,La)TiO₃(PLT)、LaTiO₃、(BiLa)₄Ti₃O₁₂(BLT)、SrRuO₃、BaHfO₃、La_1-xSr_xMnO₃、BaMnF₄、α-In₂Se₃、β'-In₂Se₃、BaNiF₄、BaMgF₄、BaCuF₄、BaZnF₄、BaCoF₄、BaFeF₄、BaMnF₄、CuInP₂S₆、AgBiP₂Se₆、CuInP₂Se₆、MoS₂、MoTe₂、WS₂、WSe₂、WTe₂、BiN、ZnO、SnTe、SnSe、SnS、GeSe、GeS、GeTe、GaAs、P₂O₃、SiGe、SiTe、SiSn、GeSn、β-GeSe、PbTe、MoSSe、GaTeCl、MAPbI₃、MAPbBr₃、Ba₂PbCl₄、PVDF、P(VDF-TrFE)、C₁₃H₁₄ClN₅O₂Cd、TiO₂、Cu₂O、SeO₃、Sc₂CO₂、CrN、CrB₂、g-C₆N₈H以及极性化学基团-CH₂F,-CHO,-COOH或-CONH₂修饰的石墨烯、锗烯、锡烯、二硫化物。