[發(fā)明專利]自旋霍爾效應(yīng)磁性設(shè)備、方法及應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201280050731.6 | 申請日： | 2012-08-17 |
| 公開（公告）號： | CN103890855A | 公開（公告）日： | 2014-06-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 羅伯特·A·比爾曼;劉魯喬;丹尼爾·C·拉爾夫;白奇峰 | 申請（專利權(quán)）人： | 康奈爾大學 |
| 主分類號： | G11C11/15 | 分類號： | G11C11/15;H01L27/115;H01L21/8247 |
| 代理公司： | 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11204 | 代理人： | 余朦;王艷春 |
| 地址： | 美國*** | 國省代碼： | 美國;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 自旋 霍爾 效應(yīng) 磁性 設(shè)備 方法 應(yīng)用 | ||
1.一種磁性結(jié)構(gòu)，包括：
自旋霍爾效應(yīng)基層，位于基板之上；以及
磁性自由層，位于所述基板之上并且接觸所述自旋霍爾效應(yīng)基層，其中構(gòu)成所述自旋霍爾效應(yīng)基層的非磁性導電材料具有：
大于約0.05的自旋霍爾角；以及
不大于所述非磁性導電材料中的自旋擴散長度約5倍的厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，
所述磁性自由層相對于所述基板面內(nèi)被磁性極化；以及
通過與所述自旋霍爾效應(yīng)基層接觸，所述磁性自由層的阻尼因素增加了約小于2的因素。
3.如權(quán)利要求1所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，
所述磁性自由層相對于所述基板被垂直地磁性極化；以及
通過與所述自旋霍爾效應(yīng)基層接觸，對所述磁性自由層的垂直磁各向異性的貢獻適于實現(xiàn)所述磁性自由層在40kBT與300kBT之間的總各向異性能量。
4.如權(quán)利要求1所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，所述非磁性導電材料包括Pt、Pd、Nb、Mo、Ru、Re、Os、Ir、Au、Tl、Pb和Bi導電材料以及前述導電材料的合金中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，所述自旋霍爾效應(yīng)基層包括鉭材料和鎢材料中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，所述自旋霍爾效應(yīng)基層至少部分地包括β相鎢材料和β相鉭材料中的至少一種。
7.如權(quán)利要求1所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，所述自旋霍爾效應(yīng)基層包括由所述自由層橫向隔開的兩個端部。
8.如權(quán)利要求1所述的磁性結(jié)構(gòu)，還包括：
非磁性間隔層，位于所述自由層的與所述自旋霍爾效應(yīng)基層相反的一側(cè)之上；
固定層，位于所述非磁性間隔層的與所述自由層相反的一側(cè)之上；以及
單端層，電連接至所述固定層。
9.如權(quán)利要求8所述的磁性結(jié)構(gòu)，還包括：
第二非磁性間隔層，插置于所述固定層和所述單端層之間；以及
第二自由層，插置于所述第二非磁性間隔層與所述單端層之間。
10.如權(quán)利要求1所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，所述自旋霍爾效應(yīng)基層比所述自由層更靠近所述基板。
11.如權(quán)利要求1所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，所述自由層比所述自旋霍爾效應(yīng)基層更靠近所述基板。
12.一種磁性結(jié)構(gòu)，包括：
自旋霍爾效應(yīng)基層，位于基板之上并且包括兩個橫向相隔的端部；
磁阻堆疊，接觸所述自旋霍爾效應(yīng)基層，并且包括：
磁性自由層，接觸所述自旋霍爾效應(yīng)基層；
非磁性間隔層，位于所述磁性自由層之上；以及
固定層，位于所述非磁性間隔層之上；以及
第三端部，電連接至所述固定層，其中構(gòu)成所述自旋霍爾效應(yīng)基層的非磁性導電材料具有：
大于約0.05的自旋霍爾角；以及
不大于所述非磁性導電材料的自旋擴散長度約5倍的厚度。
13.如權(quán)利要求12所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，
所述磁性自由層相對于所述基板面內(nèi)被磁性極化；以及
通過與所述自旋霍爾效應(yīng)基層接觸，所述磁性自由層的阻尼因素增加了小于約2的因素。
14.如權(quán)利要求12所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中
所述磁性自由層相對于所述基板垂直地被磁性極化；以及
通過與所述自旋霍爾效應(yīng)基層接觸，對所述磁性自由層的垂直磁各向異性的貢獻適于實現(xiàn)所述磁性自由層在40kBT至300kBT之間的的總各向異性能量。
15.據(jù)權(quán)利要求12所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，所述非磁性導電材料包括Pt、Pd、Nb、Mo、Ru、Re、Os、Ir、Au、Tl、Pb和Bi導電材料以及前述材料的合金中的至少一種。
16.如權(quán)利要求12所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，所述自旋霍爾效應(yīng)基層包括鉭材料和鎢材料中的至少一種。
17.如權(quán)利要求12所述的磁性結(jié)構(gòu)，其中，所述自旋霍爾效應(yīng)基層至少部分地包括β相鎢材料和β相鉭材料中的至少一種。
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