[發明專利]一種磁性多層膜單元及其制備和磁矩翻轉方法

有效

• 申請號: 200910241587.4
• 申請日: 2009-11-26
• 公開（公告）號: CN102082018A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 溫振超;于國強;王譯;魏紅祥;張曙豐;韓秀峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01F10/32
• 分類號: H01F10/32;H01F41/14;G11C11/15
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

1.一種磁性多層膜單元，包括磁性多層膜核心單元和磁矩控制單元，所述多層膜核心單元包括自由層，所述磁矩控制單元包括兩個導電層，所述多層膜核心單元的自由層位于所述兩個導電層所形成的電場中。

2.根據權利要求1所述的磁性多層膜單元，其特征在于，所述兩個導電層均平行于所述磁性多層膜核心單元的膜面。

3.根據權利要求1所述的磁性多層膜單元，其特征在于，所述兩個導電層均垂直于所述磁性多層膜核心單元的膜面。

4.根據權利要求3所述的磁性多層膜單元，其特征在于，所述導電層的高度與所述自由層厚度的比值為1～1.5。

5.根據權利要求1、3或4所述的磁性多層膜單元，其特征在于，所述磁性多層膜核心單元采用單勢壘型結構；單勢壘型結構的磁性多層膜核心單元還包括位于所述自由層下側的緩沖層、釘扎層、被釘扎層和勢壘層，以及位于所述自由層上側的覆蓋層。

6.根據權利要求5所述的磁性多層膜單元，其特征在于，所述磁矩控制單元還包括兩個第二導電層，所述被釘扎層位于所述兩個第二導電層所形成的電場中，所述被釘扎層的高度與所述被釘扎層厚度的比值為1～1.5。

7.根據權利要求1、3或4所述的磁性多層膜單元，其特征在于，所述多層膜核心單元采用雙勢壘型結構；雙勢壘型的磁性多層膜核心單元還包括位于所述自由層下側的緩沖層、下釘扎層、下被釘扎層和下勢壘層，以及位于所述自由層上側的上勢壘層、上被釘扎層、上釘扎層和覆蓋層。

8.利要求1所述的磁性多層膜單元，其特征在于，所述制備磁性多層膜核心單元的平面幾何形狀為橢圓形、長方形、圓形、正方形、多邊形、圓環形、橢圓環形或多邊形環形。

9.根據權利要求1所述的磁性多層膜單元，其特征在于，所述導電層厚度為2～200nm，制作材料為Ta、Ru、Cr、Au、Ag、Pt、W、Ti、Cu、Al、SrTiO₃、LaAlO₃或CeO₂。

10.一種磁性多層膜單元的制備方法，該方法包括下列步驟：

1)在襯底上制備下導電層；

2)在所述下導電層上制備磁性多層膜核心單元，所述磁性多層膜核心單元的膜面與所述下導電層平行；

3)在所述磁性多層膜核心單元的頂部制備上絕緣層，然后在所述上絕緣層上制備上導電層。

11.根據權利要求10所述的磁性多層膜單元的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，還包括在制備磁性多層膜核心單元前，先制備下絕緣層，然后在所述下絕緣層上制備所述磁性多層膜核心單元。

12.一種磁性多層膜單元的制備方法，該方法包括下列步驟：

1)在襯底上制備磁性多層膜核心單元；

2)在所述制備磁性多層膜核心單元的兩側制備絕緣層，在所述絕緣層外側制備兩個豎直導電層，使所述磁性多層膜核心單元的自由層處于所述兩個豎直導電層之間。

13.一種權利要求1所述的磁性多層膜單元的磁矩翻轉控制方法，該方法包括下列步驟：

1)獲取所述磁性多層膜單元的翻轉臨界電壓；

2)在所述兩個導電層之間施加不小于所述翻轉臨界電壓的電壓，實現磁矩翻轉，即對所述磁性多層膜單元執行寫操作。