[發(fā)明專利]可寫入磁性元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180062906.0
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN103380462B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吉勒斯·路易斯·伽丁;約安·米哈依·米隆;彼得羅·加姆巴德拉;阿蘭·舒爾
• 申請（專利權(quán)）人: 國家科學(xué)研究中心;原子能與替代能源委員會;約瑟夫·傅立葉大學(xué);卡塔拉納米技術(shù)研究所（ICN）;加泰羅尼亞調(diào)研高等研究學(xué)院(ICREA)
• 主分類號: G11C11/14
• 分類號: G11C11/14;G11C11/16;H01L27/22
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華

1.一種可寫入磁性元件，所述可寫入磁性元件包括呈現(xiàn)寫入磁性層的層疊體，所述可寫入磁性元件的特征在于，所述層疊體具有呈現(xiàn)磁化的至少一種磁性材料的中間層（13，53，100），該磁化具有平行于所述中間層（13，53，100）平面的磁化方向，所述中間層夾在非磁性材料的第一外層（12，52，101）和非磁性材料的第二外層（14，54，102）之間，所述第一外層（12，52，101）包括第一非磁性材料，所述第二外層（14，54，102）包括不同于所述第一非磁性材料的第二非磁性材料，至少所述第二非磁性材料導(dǎo)電，且所述可寫入磁性元件包括一種裝置，所述裝置使寫入電流以平行于所述中間層（13，53，100）的平面的電流流動方向、相對于所述磁化方向的90°±60°范圍內(nèi)、尤其是90°±30°范圍內(nèi)、更尤其是90°±15°范圍內(nèi)的角度α，通過所述第二外層（14，54，102）和所述中間層（13，53，100），以便在所述中間層（13，53，100）產(chǎn)生有效磁場，在第一方向上施加電流或在與所述第一方向相反的第二方向上施加電流，以使所述磁化方向為第一磁化方向或與第一磁化方向相反的第二磁化方向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述寫入電流的方向垂直于所述磁化方向。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的磁性元件，其特征在于，所述中間層（13，53，100）的厚度在0.1nm至5nm范圍內(nèi)，優(yōu)選地小于3nm或等于3nm。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的磁性元件，其特征在于，所述中間層（13，53，100）包括在所述層疊體中呈現(xiàn)平面磁各向異性的金屬或金屬合金，尤其是Co、Ni、Fe、Co_xFe_y、Ni_xFe_y、Co_xNi_y。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的磁性元件，其特征在于，至少一個外層是導(dǎo)電的且由非磁性金屬制成，例如Pt、W、Ir、Ru、Pd、Cu、Au、Ag、Bi或由所述金屬的合金制成，或甚至由高度摻雜的半導(dǎo)體材料制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁性元件，其特征在于，所述導(dǎo)電外層的厚度在0.5nm至100nm的范圍內(nèi)，尤其是在1nm至10nm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地小于5nm或等于5nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的磁性元件，其特征在于，所述外層是導(dǎo)電的，且所述外層由兩種不同的所述非磁性合金或材料制成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的磁性元件，其特征在于，所述第一外層是非導(dǎo)電性的，且尤其是由介電氧化物制成，例如SiO_x、AlO_x、MgO_x、TiO_x、TaO_x、ZnO、HfO_x，或介電氮化物制成，例如SiN_x、Bn_x。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的磁性元件，其特征在于，所述第一外層是半導(dǎo)體，例如Si、Ge或GaAs，所述半導(dǎo)體是本征的或輕微摻雜的，且具有大于0.1Ω·cm的電阻率，優(yōu)選地大于1Ω·cm的電阻率。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的磁性元件，其特征在于，所述介電非導(dǎo)電第一外層的厚度在0.5nm至200nm的范圍內(nèi)，尤其是在0.5nm至100nm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地小于3nm。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的磁性元件，其特征在于，所述寫入電流的電流密度在10⁴A/cm²至10⁹A/cm²的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在10⁵A/cm²至10⁸A/cm²的范圍內(nèi)。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的磁性元件，其特征在于，所述第一外層（52）被讀取層（58）和讀取電極（59）覆蓋，所述讀取層（58）由磁性材料制成。