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

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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(jì)）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

本發(fā)明涉及信息存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及二維四方鐵磁材料、存儲(chǔ)單元及調(diào)控存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法。本發(fā)明提供了一種二維四方鐵磁材料，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。所述二維四方鐵磁材料在作為存儲(chǔ)單元的鐵磁材料層的材料時(shí)可以降低能耗，有利于提高存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)密度和可靠性以及實(shí)現(xiàn)柔性化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及二維四方鐵磁材料及其制備方法、存儲(chǔ)單元及調(diào)控存儲(chǔ)單元識(shí)別存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法。

背景技術(shù)

存儲(chǔ)器在人們的生產(chǎn)、生活中應(yīng)用非常廣泛，主要是通過某種介質(zhì)進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)等的存儲(chǔ)。現(xiàn)在通用的存儲(chǔ)器件主要是基于二進(jìn)制來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的。一般情況下，人們都通過外場來對存儲(chǔ)介質(zhì)的某種性質(zhì)進(jìn)行調(diào)控，通過對介質(zhì)某種性能的測試來識(shí)別所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)介質(zhì)多種多樣，包括磁性介質(zhì)、電介質(zhì)、鐵電介質(zhì)和鐵磁介質(zhì)等等。為了提高存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性，存儲(chǔ)介質(zhì)的物理體積總需要維持在一定的范圍內(nèi)。然而，隨著科技水平的高速發(fā)展，信息存儲(chǔ)的需求越來越大，要求存儲(chǔ)器件的整體體積更小，可靠性更高，同時(shí)要求存儲(chǔ)器件功耗更低，設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)柔性化，以適應(yīng)柔性化器件發(fā)展的趨勢。雖然基于傳統(tǒng)磁性介質(zhì)、電介質(zhì)、鐵電介質(zhì)和鐵磁介質(zhì)的存儲(chǔ)器件可以通過三維疊層的方法進(jìn)一步提高存儲(chǔ)密度，減小高密度存儲(chǔ)器件的物理體積，但其遠(yuǎn)不能滿足人們的實(shí)際需求以及未來科技發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了二維四方鐵磁材料、存儲(chǔ)單元及調(diào)控存儲(chǔ)單元識(shí)別存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法，所述二維四方鐵磁材料在作為存儲(chǔ)單元的鐵磁材料層的材料時(shí)可以降低能耗，有利于提高存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)密度和可靠性以及實(shí)現(xiàn)柔性化。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下具體技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種二維四方鐵磁材料，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。

優(yōu)選的，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％。

優(yōu)選的，所述二維四方鐵磁材料的內(nèi)部應(yīng)變值為-10％～10％；

所述二維四方鐵磁材料的橫向尺寸≥0.72nm；

所述橫向與a軸所在方向相同。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的二維四方鐵磁材料的制備方法，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(gè)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。

本發(fā)明還提供了一種存儲(chǔ)單元，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的間距為≥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上述技術(shù)方案所述的二維四方鐵磁材料或由上述技術(shù)方案所述的制備方法制備得到的二維四方鐵磁材料。

優(yōu)選的，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(dú)立地≥2。

優(yōu)選的，所述第一絕緣層2和第二絕緣層6的材料獨(dú)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。