[发明专利]基于合金中相反自旋流控制的磁随机存储单元

权利要求书

1.一种基于合金中相反自旋流控制的磁随机存储单元，包括：

衬底；

缓冲层，形成于所述衬底上；

自旋轨道耦合层，所述自旋轨道耦合层的材料为产生相反自旋流的包含重金属元素的二元或多元合金材料；

磁隧道结层，形成于所述自旋轨道耦合层上；所述磁隧道结层包括磁自由层，所述磁自由层形成于所述自旋轨道耦合层上；

在所述自旋轨道耦合层施加脉冲电流，所述自旋轨道耦合层产生相反自旋流，通过所述相反自旋流诱导所述磁隧道结中的所述磁自由层的磁矩发生180°定向翻转。

2.根据权利要求1所述的磁随机存储单元，其中，所述自旋轨道耦合层为产生相反自旋流的包含重金属和稀土元素的二元合金材料，或多元合金材料。

3.根据权利要求1所述的磁随机存储单元，其中，所述自旋轨道耦合层为产生相反自旋流的包含重金属元素与其它非磁性元素组成的合金材料。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁随机存储单元，其中，所述磁隧道结层还包括：

隧穿绝缘层，形成于所述磁自由层上，所述隧穿绝缘层为氧化物薄膜；

磁钉扎层，形成于所述隧穿绝缘层上；

反铁磁层，形成于所述磁钉扎层上；

保护层，形成于所述反铁磁层上。

5.根据权利要求4所述的磁随机存储单元，其中，所述磁钉扎层的易磁化方向为平行于磁钉扎层的表面方向；所述磁自由层的易磁化方向为平行于磁钉扎层的表面方向。

6.根据权利要求4所述的磁随机存储单元，其中，所述磁钉扎层的易磁化方向为垂直于磁钉扎层的表面方向；所述磁自由层的易磁化方向为垂直于磁钉扎层的表面方向。

7.根据权利要求4所述的磁随机存储单元，其中，所述隧穿绝缘层的厚度为0.5～3nm。

8.一种磁随机存储阵列，包括：

多个如权利要求1至7中任一项所述的基于合金中相反自旋流控制的磁随机存储单元，阵列排布形成于所述衬底和所述缓冲层间。

9.一种磁电阻器件，利用如权利要求1至7中任一项所述的基于合金中相反自旋流控制的磁随机存储单元形成的外延结构，所述磁电阻器件包括：巨磁电阻器件或各向异性隧道磁电阻器件。

10.一种可编译逻辑器件，其中，包括：多个如权利要求8所述的磁随机存储阵列，串联或并联组成逻辑门。