[發(fā)明專利]沒有非磁中間層的自旋電子元件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680033730.5
• 申請日: 2006-09-12
• 公開（公告）號: CN101292370A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 查爾斯·古爾德;喬治·施米特;勞倫斯·W·莫倫坎普
• 申請（專利權(quán)）人: 易特斯股份公司
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊林森;李春暉

1.一種自旋電子元件，包括其之間沒有非磁中間層的兩個鐵磁層， 其中所述兩個鐵磁層可以通過各種方式被獨立轉(zhuǎn)變，所述各種方式例如但 不限于施加一個或多個外磁場和/或使用電流感應(yīng)轉(zhuǎn)變和/或光學(xué)自旋泵 作用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋電子元件，其中使用這樣兩個鐵磁層： 所述兩個鐵磁層的磁化都在其各自相關(guān)的層的平面內(nèi)，并且基本上可控制 成彼此平行和反平行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中的一項所述的自旋電子元件，其中使用這樣 兩個鐵磁層：所述兩個鐵磁層的磁化中的一個或兩個可以在或可以不在其 各自相關(guān)的磁層的平面內(nèi)，并且基本上可控制成具有至少兩個以及優(yōu)選地 多于兩個的穩(wěn)定磁位形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項所述的自旋電子元件，其中使用這樣 兩個鐵磁層：不同的穩(wěn)定磁狀態(tài)直接關(guān)聯(lián)于一個層和/或兩個層和/或作為 整體的所述元件中的不同電阻狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一項所述的自旋電子元件，其中使用這樣 兩個鐵磁層：所述鐵磁層具有不同的材料特性，例如但不限于一層基本為 金屬性的，另一層基本為非金屬性的，該基本為非金屬性的另一層例如但 不限于半導(dǎo)體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一項所述的自旋電子元件，其中使用這樣 兩個鐵磁層：所述鐵磁層具有相似甚至更優(yōu)選地相同的材料特性，所述兩 個鐵磁層之間的邊界由材料的變化和/或磁各向異性限定。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項所述的自旋電子元件，其中使用這樣 兩個鐵磁層：所述兩個鐵磁層之間的邊界由一層在另一層之上形成的所述 兩個層產(chǎn)生和/或由彼此相鄰形成的所述兩個層產(chǎn)生，彼此相鄰形成的所 述兩個層形成在例如但不限于公共襯底上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項所述的自旋電子元件，其中第二鐵磁 區(qū)域的產(chǎn)生可以通過直接產(chǎn)生和/或通過修改至少部分第一鐵磁區(qū)域來完 成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的一項所述的自旋電子元件，其作為展現(xiàn)隧 道各向異性磁阻的器件。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的一項所述的自旋電子元件，用作自旋閥 器件。

11.一種器件，包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中的一項所述的自旋電子元 件。

12.一種器件，包括根據(jù)權(quán)利要求1至8中的一項所述的自旋電子元 件，該自旋電子元件例如但不限于GMR，TMR。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的一項所述的器件，例如但不限于 GMR，TMR。

14.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的一項所述的自旋電子元件，其允許室溫 或超過室溫的情況下的基于TAMR的器件的操作。

15.基于鐵磁半導(dǎo)體的使用的自旋電子器件，其中鐵磁上覆層被用于 將所述半導(dǎo)體的磁性能延伸到更高溫度。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋電子元件，其中以一層在另一層之上 的方式沉積所述兩個鐵磁層，并且待被獨立轉(zhuǎn)變的所述兩個層中的一層是 鐵磁金屬層，另一層是鐵磁半導(dǎo)體層。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的自旋電子元件，其中所述鐵磁金屬層是坡 莫合金特別是NiFe(簡寫：Py)，所述鐵磁半導(dǎo)體層是GaMnAs。

18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的自旋電子元件，其中所述鐵磁半導(dǎo) 體層是在GaAs襯底的緩沖區(qū)上生長特別是MBE生長的薄膜，所述鐵磁金 屬層是1到5納米特別是1.5到2.5納米的Py層。