[發(fā)明專利]二維四方鐵磁材料及其制備方法、存儲單元及調(diào)控存儲單元識別存儲數(shù)據(jù)的方法

在審

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• 申請日: 2020-07-04
• 公開（公告）號: CN111732128A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯鵬飛;劉云霞;周攀;楊瓊;孫立忠;歐陽曉平
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: C01G49/10
• 分類號: C01G49/10;H01L27/22;H01L43/08;H01L43/10;B82Y10/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 馬小星

1.一種二維四方鐵磁材料，其特征在于，所述二維四方鐵磁材料為FeCl，空間群為NO.129：P4/nmm，晶格參數(shù)為a＝b＝0.355nm，c＝1.826nm。

2.如權(quán)利要求1所述的二維四方鐵磁材料，其特征在于，所述二維四方鐵磁材料中Fe原子的缺失1％，Cl原子的缺失1％。

3.如權(quán)利要求1或2所述的二維四方鐵磁材料，其特征在于，所述二維四方鐵磁材料的應(yīng)變值為-10％～10％；

所述二維四方鐵磁材料的橫向尺寸≥0.72nm；

所述橫向尺寸中的橫向方向與所述二維四方鐵磁材料的晶格中a軸所在方向相同。

4.權(quán)利要求1～3任一項所述的二維四方鐵磁材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在襯底上沉積Fe原子層，得到Fe原子包覆的襯底；

在初始壓力為8～12個大氣壓的條件下，將所述Fe原子包覆的襯底與氯氣在950～1050℃反應(yīng)后，去除襯底，得到所述二維四方鐵磁材料。

5.一種存儲單元，其特征在于，包括襯底(1)、第一絕緣層(2)、二維四方鐵磁材料層(3)、第一電極層(4)、第二電極層(5)、第二絕緣層(6)和納米導(dǎo)線層(7)；

所述二維四方鐵磁材料層(3)、第一電極層(4)和第二電極層(5)位于同一層；所述第一電極層(4)和第二電極層(5)的間距≥0.72nm；

所述襯底(1)、第一絕緣層(2)、二維四方鐵磁材料層(3)、第二絕緣層(6)和納米導(dǎo)線層(7)依次層疊設(shè)置；

所述二維四方鐵磁材料層(3)中的二維四方鐵磁材料為權(quán)利要求1～3任一項所述的二維四方鐵磁材料或由權(quán)利要求4所述的制備方法制備得到的二維四方鐵磁材料。

6.如權(quán)利要求5所述的存儲單元，其特征在于，所述第一絕緣層(2)和第二絕緣層(6)中的材料的禁帶寬度與所述二維四方鐵磁材料層中的二維四方鐵磁材料的最大禁帶寬度之比獨立地≥2。

7.如權(quán)利要求1或5所述的存儲單元，其特征在于，所述第一絕緣層(2)和第二絕緣層(6)的材料獨立地為氧化鉿、氧化硅、氮化硼、氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂、云母、鈦酸鍶、鈦酸鉛、鈦酸鋇、鈦酸鉍鈉、鐵酸鉍、鐵酸镥、氧化鎵和氧化鋇中的一種或幾種。

8.如權(quán)利要求5所述的存儲單元，其特征在于，所述第一電極層(4)和第二電極層(5)的材料獨立地為石墨烯、摻雜石墨烯、金、銀、銅、鐵、鋁、鉑、鎳、鈦和鋅中的一種或幾種。

9.如權(quán)利要求5所述的存儲單元，其特征在于，所述納米導(dǎo)線層(7)的材料為石墨烯、摻雜石墨烯、金、銀、銅、鐵、鋁、鉑、鎳、鈦、鋅、銅氧超導(dǎo)體、鐵基超導(dǎo)體和硼化鎂超導(dǎo)體中的一種或幾種。

10.一種調(diào)控存儲單元識別存儲數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

將所述納米導(dǎo)線層(7)通入脈沖電流產(chǎn)生磁場，改變所述二維四方鐵磁材料層(3)中二維四方鐵磁材料的電子自旋方向，使二維四方鐵磁材料的禁帶寬度在0eV～1.2eV范圍內(nèi)變化；

在所述第一電極層(4)和第二電極層(5)之間施加0.1～500mV的電壓，測量電流值，并通過電流值來識別所述存儲單元的存儲數(shù)據(jù)；

所述存儲單元為權(quán)利要求5～9任一項所述的存儲單元。