[發明專利]一種自旋波邏輯器件及相關電路

在審

• 申請號: 202110579887.4
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN114975767A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王譯;李文波;劉娜;閆鑫;趙俊峰;羅時江
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;大連理工大學
• 主分類號: H01L43/06
• 分類號: H01L43/06;H01L43/04;H01L43/10;H01L43/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自旋波邏輯器件，其特征在于，包括：

溝道以及位于所述溝道之上的漏極和源極；

所述源極，用于產生自旋波信號；

所述溝道，用于將所述自旋波信號傳輸到所述漏極；

所述漏極，包括磁性隧道結或自旋閥結構，用于根據所述自旋波信號呈現出不同阻態，其中，所述不同阻態用于指示不同的邏輯值。

2.根據權利要求1所述的自旋波邏輯器件，其特征在于：所述磁性隧道結包括層疊設置的第一磁性層、非磁絕緣層以及第二磁性層。

3.根據權利要求1所述的自旋波邏輯器件，其特征在于：所述自旋閥結構包括層疊設置的第一磁性層、非磁金屬層以及第二磁性層。

4.根據權利要求2或3所述的自旋波邏輯器件，其特征在于，所述漏極還包括：

第一金屬層，位于所述溝道與所述第一磁性層之間；

第二金屬層，位于所述第二磁性層之上；

其中，所述第一金屬層和所述第二金屬層用于供電。

5.根據權利要求4所述的自旋波邏輯器件，其特征在于，所述漏極還包括：

釘扎層，位于所述第二磁性層與所述第二金屬層之間，用于固定所述第二磁性層的磁矩方向。

6.根據權利要求1-5任意一項所述的自旋波邏輯器件，其特征在于，還包括：

柵極，位于所述源極和所述漏極之間，包括重金屬材料或磁性材料，所述柵極用于調控所述自旋波信號的傳輸。

7.根據權利要求1-6任意一項所述的自旋波邏輯器件，其特征在于：所述源極包括磁性金屬材料或重金屬材料。

8.根據權利要求2-7任意一項所述的自旋波邏輯器件，其特征在于，所述第一磁性層和所述第二磁性層的材料包括下述材料中的至少一種：鐵Fe、鈷Co、鎳Ni、鈷鐵硼CoFeB、鎳鐵NiFe、鈷鐵CoFe、鈷鉑CoPt、鈷鎳CoNi、鈷鋱CoTb、鈷釓CoGd、[Co/Tb]_n、[Co/Gd]_n。

9.根據權利要求2所述的自旋波邏輯器件，其特征在于：所述非磁絕緣層包括下述材料中的至少一種：氧化錳MgO、三氧化二鋁Al₂O₃、氮化鋁AlN、氧化鎳NiO、四氧化二鋁錳MgAl₂O₄。

10.根據權利要求3所述的自旋波邏輯器件，其特征在于，所述非磁金屬層包括下述材料中的至少一種：銅Cu、鋁Al、鎂Ag。

11.根據權利要求2-7任意一項所述的自旋波邏輯器件，其特征在于：所述第一磁性層和所述第二磁性層的厚度均為1nm至10nm。

12.根據權利要求2所述的自旋波邏輯器件，其特征在于：所述非磁絕緣層的厚度包括0.7nm至10nm。

13.根據權利要求3所述的自旋波邏輯器件，其特征在于：所述非磁金屬層的厚度包括0.7nm至10nm。

14.根據權利要求1-13任意一項所述的自旋波邏輯器件，其特征在于：所述源極包括鐵磁性金屬材料、亞鐵磁金屬材料或者反鐵磁金屬材料。

15.根據權利要求1-14所述的自旋波邏輯器件，其特征在于：所述源極包括下述材料中的至少一種：鈷Co、鎳Ni、鈷鐵硼CoFeB、鎳鐵NiFe、鈷鐵CoFe、鈷鉑CoPt、鈷鎳CoNi、[Co/Tb]_n、[Co/Gd]_n、銥錳IrMn、鉑錳PtMn、鐵錳FeMn。

16.一種電路，其特征在于，包括一個或多個如權利要求1-15任意一項所述的自旋波邏輯器件。