[實(shí)用新型]一種柔性二維磁存儲(chǔ)陣列

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920997044.4
• 申請(qǐng)日: 2019-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210866242U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳雅蘋(píng);柯聰明;康俊勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L43/08
• 分類(lèi)號(hào): H01L43/08;H01L43/10;H01L43/06
• 代理公司: 廈門(mén)市首創(chuàng)君合專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本實(shí)用新型公開(kāi)一種柔性二維磁存儲(chǔ)陣列，包括柔性基片以及設(shè)置于柔性基片上表面的任意數(shù)量的以陣列形式排布的磁存儲(chǔ)單元；每個(gè)磁存儲(chǔ)單元包含層疊設(shè)置于柔性基片上表面的XN(X＝V,Cr,Mn)二維材料、過(guò)渡金屬硫化物二維材料、表面摻雜層、BN二維材料、分別設(shè)置于BN二維材料上表面左右兩端的第一注入電極與第二注入電極、以及分別設(shè)置于BN二維材料上表面前后兩端的第一檢測(cè)電極與第二檢測(cè)電極；每個(gè)磁存儲(chǔ)單元可獨(dú)立工作，通過(guò)在第一注入電極與第二注入電極之間施加一個(gè)范圍為?5V～+5V的電壓，可在第一檢測(cè)電極與第二檢測(cè)電極之間檢測(cè)到一個(gè)自旋極化的電流，通過(guò)對(duì)柔性基片施加適當(dāng)應(yīng)力可調(diào)控自旋極化的電流的自旋極化率，從而實(shí)現(xiàn)磁存儲(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種磁存儲(chǔ)陣列，尤其是一種柔性二維磁存儲(chǔ)陣列。

背景技術(shù)

日益增長(zhǎng)的信息量對(duì)電子元器件存儲(chǔ)密度、運(yùn)行速度、集成度及功耗提出更高要求。盡管微電子工業(yè)的發(fā)展使人們能夠在在越來(lái)越小的尺寸上控制電荷轉(zhuǎn)移，但只利用電荷自由度承載信息的電子器件始終無(wú)法逾越其尺寸及集成度等物理極限。基于電子自旋屬性而發(fā)展的自旋電子學(xué)則有望解決高密度存儲(chǔ)、高速運(yùn)行及高度集成的難題，其中利用自旋實(shí)現(xiàn)信號(hào)的過(guò)濾與存儲(chǔ)是未來(lái)最有前景的信息存儲(chǔ)技術(shù)之一。目前，除了圓偏振光注入與磁場(chǎng)引入塞曼分裂以外，磁近鄰效應(yīng)是過(guò)濾自旋、存儲(chǔ)信號(hào)的有效方案。磁近鄰效應(yīng)通過(guò)界面接觸將自旋極化的載流子從磁性材料(如鐵磁金屬、磁性半導(dǎo)體或者半金屬)注入到半導(dǎo)體材料中，形成有效的自旋極化電流信號(hào)。然而其所采用的磁性材料往往為三維體材料結(jié)構(gòu)，限制了器件尺度的減小與集成度與兼容性的提高，或者所采用的磁性材料具有較高的居里溫度，使器件僅能在低溫真空條件下運(yùn)行，無(wú)法在常溫空氣環(huán)境下使用。此外，隨著柔性可穿戴電子和醫(yī)學(xué)設(shè)備的日益發(fā)展，對(duì)柔性磁存儲(chǔ)技術(shù)的需求越發(fā)凸顯，因此研發(fā)低功耗、高速度、小體積、不易失的高性能柔性磁存儲(chǔ)器件對(duì)于未來(lái)信息技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型鑒于磁存儲(chǔ)器件的設(shè)計(jì)需求，提出一種基于XN(X＝V,Cr,Mn) 二維材料/過(guò)渡金屬硫化物二維材料/表面摻雜層的柔性二維磁存儲(chǔ)陣列；該器件具有二維超薄結(jié)構(gòu)，采用應(yīng)力調(diào)控方式，可實(shí)現(xiàn)低功耗、高速度的磁存儲(chǔ)，并解決器件集成與兼容性問(wèn)題。

為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種柔性二維磁存儲(chǔ)陣列，包括柔性基片以及設(shè)置于柔性基片上表面的任意數(shù)量的以陣列形式排布的磁存儲(chǔ)單元；每個(gè)磁存儲(chǔ)單元包含層疊設(shè)置于柔性基片上表面的XN二維材料、過(guò)渡金屬硫化物二維材料、表面摻雜層、BN二維材料、分別設(shè)置于BN二維材料上表面左右兩端的第一注入電極與第二注入電極、以及分別設(shè)置于BN二維材料上表面前后兩端的第一檢測(cè)電極與第二檢測(cè)電極；其中X＝V或Cr或Mn；

所述磁存儲(chǔ)單元可獨(dú)立工作，通過(guò)在第一注入電極與第二注入電極之間施加一個(gè)范圍為-5V～+5V的電壓，可在第一檢測(cè)電極與第二檢測(cè)電極之間檢測(cè)到一個(gè)自旋極化的電流；所述自旋極化的電流的自旋極化率可通過(guò)對(duì)柔性基片施加適當(dāng)應(yīng)力加以調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)磁存儲(chǔ)。

在一較佳實(shí)施例中：所述柔性基片采用ITO、AZO、PET塑料片、聚酰亞胺薄膜中的一種。

在一較佳實(shí)施例中：所述XN二維材料的厚度d₁滿(mǎn)足范圍為0d₁30nm。

在一較佳實(shí)施例中：所述過(guò)渡金屬硫化物二維材料化學(xué)式為MX₂，其中M＝Mo、 W，X＝S、Se。

在一較佳實(shí)施例中：所述過(guò)渡金屬硫化物二維材料的厚度d₂滿(mǎn)足范圍0d₂ 10nm。

在一較佳實(shí)施例中：所述表面摻雜層為p型摻雜材料構(gòu)成的顆粒狀非周期性團(tuán)簇結(jié)構(gòu)或周期性團(tuán)簇陣列結(jié)構(gòu)中的一種。

在一較佳實(shí)施例中：所述p型摻雜材料構(gòu)成的顆粒狀非周期性團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的顆粒大小、顆粒間距，以及p型摻雜材料構(gòu)成的顆粒狀周期性團(tuán)簇陣列結(jié)構(gòu)的顆粒大小、顆粒間距均在30～300nm范圍內(nèi)。