CN110914974B - 自旋轨道转矩型磁化旋转元件、自旋轨道转矩型磁阻效应元件和磁存储器 - Google Patents

自旋轨道转矩型磁化旋转元件、自旋轨道转矩型磁阻效应元件和磁存储器 Download PDF

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Abstract

本发明的自旋轨道转矩型磁化旋转元件(10)具备：沿第一方向(X)延伸的自旋轨道转矩配线(2)；在与所述自旋轨道转矩配线交叉的第二方向(Z)上层叠的第一铁磁性层(1)；以及在从所述第二方向的俯视中，在所述第一方向上夹持所述第一铁磁性层的位置处连接于所述自旋轨道转矩配线的第一非磁性金属层(3)和第二非磁性金属层(4)，所述第一铁磁性层的重心(G)，在所述第一方向上，位于从作为所述第一非磁性金属层和所述第二非磁性金属层之间的中心的基准点(S)偏向所述第一非磁性金属层或所述第二非磁性金属层的任意一侧。

Description

自旋轨道转矩型磁化旋转元件、自旋轨道转矩型磁阻效应元 件和磁存储器
技术领域
本发明涉及自旋轨道转矩型磁化旋转元件、自旋轨道转矩型磁阻效应元件和磁存储器。本申请基于2018年1月10日在日本申请的日本特愿2018-002187号主张优先权，并将其内容引用至此。
背景技术
已知有由铁磁性层和非磁性层的多层膜构成的巨大磁阻(GMR)元件及在非磁性层使用了绝缘层(隧道势垒层、势垒层)的隧道磁阻(TMR)元件。这些作为磁传感器、高频部件、磁头和非易失性随机存取存储器(MRAM)用的元件，备受关注。
在夹着绝缘层的两个铁磁性层的相互磁化的朝向变化时，GMR元件或TMR元件的元件电阻发生变化，MRAM利用这样的特性读写数据。作为MRAM的写入方式，已知有利用电流形成的磁场进行写入(磁化反转)的方式、或利用沿磁阻效应元件的层叠方向流通电流而产生的自旋转移转矩(STT)进行写入(磁化反转)的方式。
使用了STT的磁阻效应元件的磁化反转需要在写入数据时沿磁阻效应元件的层叠方向流通电流。写入电流有时会使磁阻效应元件劣化。
因此，近年来，在写入数据时不需要沿磁阻效应元件的层叠方向流通电流的方法备受关注。其中一个方法是利用了自旋轨道转矩(SOT)的写入方法(例如，非专利文献1)。SOT是由通过自旋轨道相互作用而产生的纯自旋电流或是由不同材料的界面处的拉什巴效应诱发的。用于在磁阻效应元件内诱发SOT的电流沿与磁阻效应元件的层叠方向交叉的方向流通。利用了SOT的写入方法不一定要使电流沿磁阻效应元件的层叠方向流通，并且可以期望磁阻效应元件的长寿命化。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：I.M.Miron,K.Garello,G.Gaudin,P.-J.Zermatten,M.V.Costache,S.Auffret,S.Bandiera,B.Rodmacq,A.Schuhl,and P.Gambardella,Nat ure,476,189(2011).
发明内容
发明想要解决的技术问题
当使电流在包含重金属等的规定的自旋轨道转矩配线流通时，许多自旋被注入于铁磁性体内，并且在铁磁性体内引发了大的SOT。另一方面，与一般用作为配线的铜配线、铝配线等相比，自旋轨道转矩配线的热传导性差。当施加电流于自旋轨道转矩配线时，连接于自旋轨道转矩配线的铁磁性体的温度升高，并且铁磁性体的磁化稳定性降低。铁磁性体的磁化稳定性的降低成为在磁阻效应元件中写入错误的原因。
本发明是鉴于上述情况而完成的，并且提供一种散热性优异的自旋轨道转矩型磁化旋转元件。
用于解决技术问题的技术手段
本发明人经过深刻研究，发现了散热性优异的元件结构。
即，本发明为了解决上述技术问题，提供以下的技术手段。
(1)第一方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件具备：沿第一方向延伸的自旋轨道转矩配线；在与所述自旋轨道转矩配线交叉的第二方向上层叠的第一铁磁性层；以及在从所述第二方向的俯视中，在所述第一方向上夹持所述第一铁磁性层的位置处连接于所述自旋轨道转矩配线的第一非磁性金属层和第二非磁性金属层，所述第一铁磁性层的重心，在所述第一方向上，位于从作为所述第一非磁性金属层和所述第二非磁性金属层之间的中心的基准点偏向所述第一非磁性金属层或所述第二非磁性金属层的任意一侧。
(2)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，所述重心可以位于从所述基准点偏向所述第二非磁性金属层的一侧，所述第二非磁性金属层可以位于当施加电流于所述自旋轨道转矩配线时的下游侧。
(3)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，所述第一铁磁性层的一部分，在从所述第二方向的俯视中，可以与所述基准点重叠。
(4)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，所述第一非磁性金属层可以位于当施加电流于所述自旋轨道转矩配线时的上游侧，并且在所述第一铁磁性层侧可以具有第一端部，所述第一端部和所述重心的所述第一方向的距离D，与所述自旋轨道转矩配线的厚度T2可以满足6≦D/T2≦56的关系。
(5)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层的宽度可以比所述第一铁磁性层的宽度宽。
(6)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层的厚度可以比所述自旋轨道转矩配线的厚度厚，所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层的宽度可以比所述自旋轨道转矩配线的宽度宽。
(7)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层可以包含由Ag、Au、Cu、Al、W、Co、Ni、Zn、Ta、TiN以及TaN构成的组中的任意元素。
(8)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层可以连接于所述自旋轨道转矩配线的面向所述第一铁磁性层的第一面的相反侧的第二面。
(9)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层可以连接于所述自旋轨道转矩配线的面向所述第一铁磁性层的第一面。
(10)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层可以不经由氧化物而与所述自旋轨道转矩配线连接。
(11)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，所述第一铁磁性层的一部分，在从所述第二方向的俯视中，可以与所述第一非磁性金属层或所述第二非磁性金属层重叠。
(12)在上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，在从所述第二方向的俯视中，在重叠于所述第一铁磁性层的一部分的所述第一非磁性金属层或所述第二非磁性金属层、与所述第一铁磁性层之间，还可以具有使读取电流流动的控制部。
(13)第二方式所涉及的自旋轨道转矩型磁阻效应元件具备：上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件；非磁性层，其面向所述第一铁磁性层中面向所述自旋轨道转矩配线的第三面的相反侧的第四面；以及与所述第一铁磁性层一起夹持所述非磁性层的第二铁磁性层。
(14)第三方式所涉及的磁存储器具备多个上述方式所涉及的自旋轨道转矩型磁阻效应元件。
发明的效果
可以提供一种散热性优异的自旋轨道转矩型磁化旋转元件。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的截面示意图。
图2是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的俯视示意图。
图3是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。
图4是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。
图5是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。
图6是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。
图7是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。
图8是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。
图9是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。
图10是第二实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁阻效应元件的截面示意图。
图11是具备多个自旋轨道转矩型磁阻效应元件的第三实施方式所涉及的磁存储器的示意图。
符号说明
1……第一铁磁性层
1a……端部
1A、2A、3A、4A、1A’、2A’、3A’、4A’……第三面
1B、2B、1B’、2B’……第四面
2……自旋轨道转矩配线
3……第一非磁性金属层
3a……第一端部
4……第二非磁性金属层
5……非磁性层
6……第二铁磁性层
8……功能部
10……自旋轨道转矩型磁化旋转元件
20……自旋轨道转矩型磁阻效应元件
100……磁存储器
G……重心
S……基准点
具体实施方式
在下文中，适当参照附图对本实施方式进行详细地说明。在以下的说明中使用的附图，为了容易理解本发明的特征，方便而言，有时将成为特征的部分放大表示，各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。以下的说明中例示的材料、尺寸等为一例，本发明不限定于这些，能够在实现本发明的效果的范围内适当变更而实施。
[第一实施方式]
(自旋轨道转矩型磁化旋转元件)
图1是本实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件10的截面示意图，图2是本实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件10的俯视示意图。自旋轨道转矩型磁化旋转元件10具备第一铁磁性层1、自旋轨道转矩配线2、第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4。图2是从z方向观察的俯视图，并且表示各层的+z侧的面。
以下，将自旋轨道转矩配线2延伸的第一方向规定为x方向，将第一铁磁性层1的层叠方向(第二方向)规定为z方向，将与x方向和z方向都正交的方向规定为y方向进行说明。
＜自旋轨道转矩配线＞
自旋轨道转矩配线2在x方向上延伸。自旋轨道转矩配线2具有第一面2A和第二面2B。第一面2A面向第一铁磁性层1的第三面1A。在此，“面向”是指彼此面对的关系，两层可以接触，也可以在它们之间具有其它的层。图1中的自旋轨道转矩配线2直接连接于第一铁磁性层1的z方向的一面。自旋轨道转矩配线2可以直接连接于第一铁磁性层1，也可以经由其它的层而连接。
自旋轨道转矩配线2由在电流I流通时能够通过自旋霍尔效应生成自旋流的材料构成。作为所涉及的材料，只要满足能够在自旋轨道转矩配线2中生成自旋流的结构即可。因此，不限于由单体的元素构成的材料，也可以是通过由容易生成自旋流的材料构成的部分和由难以生成自旋流的材料构成的部分组成的自旋轨道转矩配线等。
自旋霍尔效应是在配线中流通电流I的情况下，基于自旋轨道相互作用，沿与电流I的朝向正交的方向诱发自旋流的现象。对通过自旋霍尔效应产生自旋流的机制进行说明。
当在自旋轨道转矩配线2的两端赋予电位差时，沿自旋轨道转矩配线流通电流I。当电流I流通时，在一个方向上取向的第一自旋S1与在与第一自旋S1为相反方向上取向的第二自旋S2分别在与电流正交的方向上弯曲。例如，第一自旋S1可以相对于进行方向向z方向弯曲，第二自旋S2可以相对于进行方向向-z方向弯曲。
通常的霍尔效应和自旋霍尔效应在运动(移动)的电荷(电子)弯曲运动(移动)方向的方面相同。另一方面，在通常的霍尔效应中，在磁场中运动的荷电粒子受到洛伦兹力而弯曲运动方向，相对于此，在自旋霍尔效应中，即使不存在磁场，但只由于电子移动(只由于电流流通)而弯曲自旋的移动方向，在这方面有很大不同。
非磁性体(不是铁磁性体的材料)的第一自旋S1的电子数与第二自旋S2的电子数相等。由于霍尔效应，图中的朝向+z方向的第一自旋S1的电子数与朝向-z方向的第二自旋S2的电子数相等。在这种情况下，电荷的流动互相抵消，电流量变成为零。将不伴随电流的自旋流特别地称为纯自旋流。
将第一自旋S1的电子的流动表示为J↑，将第二自旋S2的电子的流动表示为J↓，将自旋流表示为JS时，以JS＝J↑-J↓定义。自旋流JS在图中的z方向上流动。在图1中，在自旋轨道转矩配线2的上表面存在后述的第一铁磁性层1。因此，自旋被注入至第一铁磁性层1。
自旋轨道转矩配线2能够由具有通过流通电流时的自旋霍尔效应产生自旋流的功能的金属、合金、金属间化合物、金属硼化物、金属碳化物、金属硅化物、金属磷化物中任意种构成。
自旋轨道转矩配线2的主结构优选为非磁性的重金属。在此，重金属，是指具有钇以上的比重的金属。非磁性的重金属优选为在最外壳具有d电子或f电子的原子序数39以上的原子序数大的非磁性金属。这些非磁性金属的产生自旋霍尔效应的自旋轨道相互作用大。
通常，电子不管其自旋的朝向，均向电流的反方向移动。相对于此，最外壳具有d电子或f电子的原子序数大的非磁性金属的自旋轨道相互作用大，自旋霍尔效应强烈地作用。为此，电子的移动方向依赖于电子的自旋的朝向。因此，在这些非磁性的金属中不容易产生自旋流Js。
另外，自旋轨道转矩配线2可以包含磁性金属。磁性金属是指铁磁性金属或反铁磁性金属。当非磁性金属包含微量的磁性金属时，成为自旋的散射因数。自旋散射时，自旋轨道相互作用被增强，相对于电流的自旋流的生成效率变高。自旋轨道转矩配线2的主结构可以仅由反铁磁性金属构成。
另一方面，当磁性金属的添加量过多时，产生的纯自旋流被添加的磁性金属散射，作为结果，有时自旋流减少的作用变强。因此，添加的磁性金属的摩尔比优选比构成自旋轨道转矩配线的元素的总摩尔比充分小。添加的磁性金属的摩尔比优选为整体的3％以下。
自旋轨道转矩配线2也可以含有拓扑绝缘体。拓扑绝缘体是指物质内部为绝缘体或者高电阻体，但其表面产生自旋极化的金属状态的物质。在该物质中通过自旋轨道相互作用而产生内部磁场。因此，即使没有外部磁场，通过自旋轨道相互作用的效果也体现新的拓扑相。其是拓扑绝缘体，通过强的自旋轨道相互作用和边缘处的反转对称性的破坏，能够高效率地生成纯自旋流。
作为拓扑绝缘体，优选例如SnTe、Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.3、TlBiSe2、Bi2Te3、Bi1-xSbx、(Bi1-xSbx)2Te3等。这些拓扑绝缘体能够高效率地生成自旋流。
＜第一铁磁性层＞
第一铁磁性层1在与自旋轨道转矩配线2交叉的第二方向(z方向)上层叠。第一铁磁性层1具有第三面1A和第四面1B。第三面1A面向自旋轨道转矩配线2的第一面2A。第四面1B在第一铁磁性层1中与第三面1A为相反侧的面。第一铁磁性层1通过改变其磁化的取向而发挥作用。第一铁磁性层1可以是在xy面内具有容易磁化方向的面内磁化膜，也可以是在z方向上具有容易磁化轴的垂直磁化膜。
第一铁磁性层1中，能够适用铁磁性材料、特别是软磁性材料。可以使用例如选自Cr、Mn、Co、Fe和Ni中的金属、包含1种以上的这些金属的合金、包含这些金属与B、C、和N中的至少1种以上的元素的合金等。具体而言，可以列举Co-Fe、Co-Fe-B、Ni-Fe。
另外，当第一铁磁性层1是面内磁化膜时，优选使用例如Co-Ho合金(CoHo2)、Sm-Fe合金(SmFe12)等。
第一铁磁性层1可以是Heusler合金。Heusler合金是半金属，具有高的自旋分辨率。Heusler合金包含化学成分为XYZ或X2YZ的金属间化合物。X是元素周期表中Co、Fe、Ni或Cu基的过渡金属元素或贵金属元素。Y是Mn，V，Cr，Ti基的过渡金属或X的元素种类。Z是III-V族典型元素。例如，Co2FeSi、Co2FeGe、Co2FeGa、Co2MnSi、Co2Mn1-aFeaAlbSi1-b、Co2FeGe1-cGac等，为Heusler合金的一个例子。
<第一非磁性金属层和第二非磁性金属层>
第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4位于从z方向俯视时夹持第一铁磁性层1的位置。通过在第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4之间赋予电位差，电流I在自旋轨道转矩配线2内流动。第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4作为用于使电流I流通于自旋轨道转矩配线2的电极而发挥作用。第一非磁性金属层3例如电连接于外部的电源。第二非磁性金属层4例如电连接于外部的基准电位。电流I基于外部的电源和基准电位之间的电位差而流动。第一非磁性金属层3例如位于当施加电流I于自旋轨道转矩配线2时的电流I的流动方向的上游侧(与基准电位为相反侧)。第二非磁性金属层4例如位于当施加电流I于自旋轨道转矩配线2时的电流I的流动方向的下游侧(基准电位侧)。例如，当第二非磁性金属层4接地时，该接地成为基准电位。
第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4优选包含由Ag、Au、Cu、Al、W、Co、Ni、Zn、Ta、TiN以及TaN构成的组中的任意元素。这些材料具有热传导性优异，并且可以有效地将蓄积于自旋轨道转矩配线2的热量散热。
第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4优选不经由成为热传导的阻碍的氧化物而与自旋轨道转矩配线2直接连接。
<各结构的关系性>
第一铁磁性层1的重心G，在x方向上，位于从作为第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4之间的中心的基准点S偏向靠近第一非磁性金属层3或第二非磁性金属层4中的任一层的位置。基准点S是连结第一非磁性金属层3的重心和第二非磁性金属层4的重心的线部分的中心。第一铁磁性层1、第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4，在从z方向的俯视中，在x方向上为线性对称或点对称的形状的情况下，中心位置和重心位置一致的情况很多。因此，将第一铁磁性层1、第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4各自的x方向的中心位置视为第一铁磁性层1、第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的各自的x方向的重心位置。即，可以换言为，第一铁磁性层1的中心，在x方向上，位于从作为第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4之间的中心的基准点S偏向靠近第一非磁性金属层3或第二非磁性金属层4中的任一层的位置。
蓄积于自旋轨道转矩配线2的热量的大部分从第一非磁性金属层3以及第二非磁性金属层4排出。因此，自旋轨道转矩配线2的基准点S在自旋轨道转矩配线2中的温度变得最高，并且随着在x方向上远离基准点S而温度变低。当第一铁磁性层1的重心G和基准点S的x方向的位置重叠时，第一铁磁性层1的磁化容易受到热量的影响，并且由于热量而容易发生意外的磁化反转。
另一方面，当第一铁磁性层1的重心G和基准点S的x方向的位置偏移时，第一铁磁性层1的重心G可以从温度高的位置偏移。即，可以抑制第一铁磁性层1的磁化因热量而发生意外的磁化反转。
第一铁磁性层1的重心G优选从基准点S偏移第一非磁性金属层3与第二非磁性金属层4之间的距基的15％以上、更优选从基准点S偏移25％以上。第一非磁性金属层3与第二非磁性金属层4之间的距离是在从第一非磁性金属层3的重心至通过第二非磁性金属层4的重心的沿y方向延伸的假想线上所做的垂线的长度。第一铁磁性层1的重心G优选从基准点S偏移15nm以上、更优选偏移25nm以上。
第一铁磁性层1的重心G可以位于从基准点S偏向第一非磁性金属层3侧，也可以位于偏向第二非磁性金属层4侧，但是如图1所示，优选位于成为电流I的流动方向的下游侧的第二非磁性金属层4侧。
电流I从第一非磁性金属层3流通至自旋轨道转矩配线2。在不同的物质的界面附近，容易受到接触电阻等的影响。即，在第一非磁性金属层3与自旋轨道转矩配线2的界面的附近，电流I的流动容易变得不稳定。当第一铁磁性层1的重心G位于电流I的流动方向的下游时，使流通于自旋轨道转矩配线2内的电流I在达到第一铁磁性层1时稳定化。当使电流I稳定化时，使通过自旋霍尔效应被注入于第一铁磁性层1中的自旋量稳定化，并且使第一铁磁性层1的磁化反转稳定化。
另外第一非磁性金属层3的第一铁磁性层1侧的第一端部3a与重心G的x方向上的距离D，以及自旋轨道转矩配线2的厚度T2优选满足6≤D/T2≤56的关系、更优选满足10≤D/T2≤34的关系。此处，第一端部3a在通过自旋轨道转矩配线2的宽度方向(y方向)的中央的截面，是自旋轨道转矩配线2与第一非磁性金属层3的接触面的第一铁磁性层1侧的端部。自旋轨道转矩配线2的厚度T2是自旋轨道转矩配线2的平均厚度。
当自旋轨道转矩配线2的厚度T2不同时，电流I的电流密度发生变化。当电流I的电流密度不同时，直到使电流I稳定化为止的所需的距离发生变化。通过满足上述关系式，可以使通过自旋霍尔效应注入于第一铁磁性层1的自旋量稳定化。
第一端部3a与第一铁磁性层1的第一非磁性金属层3侧的端部1a的x方向上的距离d，与自旋轨道转矩配线2的厚度T2优选满足3≤d/T2≤23的关系、更优选满足5≤d/T2≤15的关系。端部1a在通过自旋轨道转矩配线2的宽度方向(y方向)的中央的截面，是位于第一铁磁性层1中最靠近第一非磁性金属层3的端部。如果第一端部3a和端1a满足上述关系，则使在达到第一铁磁性层1时的电流I稳定化。
自旋轨道转矩配线2的厚度T2例如优选为1nm以上且15nm以下、更优选为2nm以上且10nm以下、进一步优选为3nm以上且5nm以下。
第一端部3a与重心G之间的距离D例如优选为10nm以上且150nm以下、更优选为15nm以上且100nm以下、进一步优选为20nm以上且75nm以下。
第一端部3a与端部1a之间的距离d例如优选为15nm至100nm、更优选为20nm至75nm、进一步优选为25nm至50nm。
如图1和图2所示，优选第一铁磁性层1的一部分，在从z方向的俯视中，与基准点S重叠。在本说明书中，“在从z方向的俯视中”是指从z方向观察时各层所占的最宽的区域。当第一铁磁性层1的第三面1A的面积比第一铁磁性层1的第四面1B的面积大时(例如，第一铁磁性层1的截面在+z方向上为具有上底的梯形的情况)，第三面1A成为与基准点S重叠的基准。当在第一铁磁性层1的重心G处于从基准点S偏移的位置的状态下，当基准点S和第一铁磁性层1在从z方向俯视中一部分重叠时，第一铁磁性层1的体积变大。当第一铁磁性层1的体积变大，第一铁磁性层1整体的磁强度变高，磁化的稳定性变强。另外，在数据的写入时，可以将由自旋轨道转矩配线2产生的热量利用于磁化反转，并且可以使磁化反转变得容易。
此处，考虑到在自旋轨道转矩配线2中产生的热量向磁化反转的利用，可能会使在自旋轨道转矩配线2中产生的热量的误写入。然而，由于发热最多的基准点S与重心G的位置偏移，并且，第一铁磁性层1整体的磁强度高，所以充分抑制了热量对第一铁磁性层1的磁化所赋予的影响。因此，热量不能将达到误写入的程度的能量赋予第一铁磁性层1，而是成为辅助磁化反转的因素。
第一铁磁性层1，在从z方向的俯视中，优选占据自旋轨道转矩配线2的面积的7％以上、更优选为占据15％以上、进一步优选为占据30％以上、更进一步优选为占据50％以上。如上所述，由于第一铁磁性层1的体积变大，第一铁磁性层1整体的磁强度变高，磁化的稳定性变强。
如图1所示，第一非磁性金属层3的厚度T3以及第二非磁性金属层4的厚度T4优选比自旋轨道转矩配线2的厚度T2厚、更优选为比自旋轨道转矩配线2的厚度T2厚2倍以上。另外，如图2所示，第一非磁性金属层3的宽度W3和第二非磁性金属层4的宽度W4优选比自旋轨道转矩配线2的宽度W2宽、更优选为比自旋轨道转矩配线2的厚度T2厚2倍以上。通过满足该关系，第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的热容量变大，并且可以将在自旋轨道转矩配线2中产生的热量充分排出。各层的厚度是各层的平均厚度。第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的宽度是第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的自旋轨道转矩配线2侧的第一面3A、4A上的第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的y方向的宽度的最大值。自旋轨道转矩配线2的宽度，在从z方向的俯视中，是与第一非磁性金属层3或第二非磁性金属层4重叠的位置处的自旋轨道转矩配线2的第二面2B的y方向的宽度的平均值。
第一非磁性金属层3的厚度T3和第二非磁性金属层4的厚度T4优选为10nm以上且100nm以下、更优选为15nm以上且75nm以下、进一步优选为20nm以上且50nm以下。
第一非磁性金属层3的宽度W3和第二非磁性金属层4的宽度W4优选为80nm以上且600nm以下、更优选为100nm以上且500nm以下、进一步优选为120nm以上且400nm以下。
另外，自旋轨道转矩配线2的宽度W2优选为40nm以上且300nm以下、更优选为50nm以上且250nm以下、进一步优选为60nm以上且200nm以下。
传递热量的过程包括热传导、移流(对流)和热辐射。尽管到目前为止已经主要对热传导进行了说明，但是当考虑到热辐射的影响，第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的宽度W3、W4优选为比第一铁磁性层的宽度W1宽。当自旋轨道转矩配线2发热时，第一铁磁性层1也发热。如果蓄积于第一铁磁性层1中的热量被迅速地热辐射，则可以防止由于热量而发生意料不到的第一铁磁性层1的磁化的反转。
蓄积于第一铁磁性层1的热量通过热辐射以第一铁磁性层1为中心各向同性地扩散。当第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的宽度W3、W4比第一铁磁性层1的宽度W1宽时，第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4可以接收从第一铁磁性层1散发的热量的大部分。由第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4接收的热量被热传导性优异的第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4迅速地排出。其结果是，从第一铁磁性层1的热辐射迅速地进行，可以防止由热量导致的意料之外的第一铁磁性层1的磁化反转。第一铁磁性层1的宽度是第一铁磁性层1的x方向的中心的第三面1A的y方向的宽度。
第一铁磁性层1的宽度W1优选为10nm以上且200nm以下、更优选为20nm以上且100nm以下、进一步优选为25nm以上且80nm以下。
另外，第一铁磁性层1的宽度W1优选为比自旋轨道转矩配线2的宽度W2小。引起自旋的SOT从自旋轨道转矩配线2被提供。通过满足该关系，可以抑制第一铁磁性层1的面内的磁的偏差。
图1所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件10的第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4连接于与面向自旋轨道转矩配线2的第一铁磁性层1的第一面2A为相反侧的第二面2B。在该结构的情况下，可以使连接于第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的配线的引绕变得容易，并且可以容易地制造自旋轨道转矩型磁化旋转元件10。
另一方面，如图3所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件11那样，第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4可以连接于面对自旋轨道转矩配线2的第一铁磁性层1的第一面。当第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4连接于同一面时，第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4与第一铁磁性层1之间的距离变近。因此，从第一铁磁性层1的热辐射被迅速地排出，并且可以防止由热量导致的意料之外的第一铁磁性层1的磁化反转。
在这种情况下，优选第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的厚度T3、T4比第一铁磁性层的厚度T1厚。第一铁磁性层1的厚度T1优选为0.5nm以上且3.0nm以下、更优选为0.7nm以上且2.5nm以下、进一步优选为0.9nm以上且2.0nm以下。
如上所述，根据本实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件10、11，能够使自旋轨道转矩配线2的发热赋予第一铁磁性层1的影响变小。即，可以抑制第一铁磁性层1的温度升高并且可以抑制第一铁磁性层的磁化稳定性的降低。自旋轨道转矩型磁化旋转元件10、11可以单独作为磁各向异性传感器、和利用了磁克尔效应或磁法拉第效应的光学元件而使用。
以上，对第一实施方式的一例进行了详细地说明，但是第一实施方式不限于该示例，在权利要求书所记载的本发明的范围内可以进行各种变形、变更。
图4是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。对于与图1同样的结构，将赋予相同的符号，并且省略其说明。
图4所示的第一铁磁性层1的一部分，在从z方向的俯视中，与第二非磁性金属层4重叠。第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4热传导性优异，并且有效地从第一铁磁性层1除去热量。通过使第一铁磁性层1的一部分与第二非磁性金属层4接近，可以提高第一铁磁性层1的磁化的稳定性。
另外，图4所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件12具有使读取电流流通的控制部7。控制部7例如由第一晶体管7A和第二晶体管7B构成。当第一晶体管7A和第二晶体管7B导通时，读取电流依次流过第一铁磁性层1、自旋轨道转矩配线2和第二非磁性金属层4。
读取的电阻值是第一铁磁性层1与第二非磁性金属层4之间的电阻值。更具体地，读取出的电阻值成为由在第一铁磁性层1、自旋轨道转矩配线2和第二非磁性金属层4中的各个中读取电流流动的部分所具有的固定的电阻值以及第一铁磁性层1的各向异性磁阻效应相加后的电阻值。在后述的自旋轨道转矩型磁阻效应元件的情况下，各层的固有的电阻值以及伴随第一铁磁性层1的磁化与第二铁磁性层6的磁化的相对角的差异的电阻值相加，成为读取的电阻值。当读取电流沿自旋轨道转矩配线2流动的距离变长时，自旋轨道转矩配线2中的读取电流流过的部分变大，并且该部分的固有的电阻值变大。当读取出的电阻值变大时，变得难以读取电阻值的变化量。相对于此，当第一铁磁性层1的一部分和第二非磁性金属层4重叠，并且，控制读取电流的流动方向时，可以灵敏地读出电阻值的变化。
在图4中，示出了第一铁磁性层1和第二非磁性金属层4重叠的例子，但是第一铁磁性层1和第一非磁性金属层3也可以不重叠。
图5和图6是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。对于与图1相同的结构，赋予相同的符号，并且将省略其说明。另外，在图5和图6中，同时示出了：围绕第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的绝缘层30、以及连接于第一铁磁性层1的电极9。绝缘层30是层间绝缘膜，例如是SiO2、SiN。电极9由导电性优异的材料构成，例如Cu。第一铁磁性层1的重心G和基准点S在x方向上位于不同的位置。
图5和图6所示的第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的第一面3A’、4A’相对于绝缘层30的第一面30A凹陷。由于绝缘层30与第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的蚀刻速率不同，第一面3A’、4A’有时会有弯曲的情况。
自旋轨道转矩配线2层叠于第一面30A、3A’、4A’上。自旋轨道转矩配线2具有第一面2A’、第二面2B’、第一侧面2Sa和第二侧面2Sb。第一侧面2Sa和第二侧面2Sb例如相对于z方向倾斜。自旋轨道转矩配线2的第一面2A’、第二面2B’反映了第一面30A、3A’、4A’的形状。自旋轨道转矩配线2具有沿第一面30A并且与xy面大致平行地延伸的部分，以及沿第一面3A’、4A’并且相对于xy面弯曲的部分。
第一铁磁性层1层叠于自旋轨道转矩配线2的第一面2A’上。第一铁磁性层1的第三面1A’、第四面1B’反映了自旋轨道转矩配线2的第一面2A’的形状。
第一铁磁性层1具有第一区域R1和第二区域R2。第一区域R1是与xy面大致平行地延伸的部分。第二区域R2是相对于xy面倾斜的部分。第一铁磁性层1具有第三面1A’、第四面1B’、第一侧面1Sa和第二侧面1Sb。第一侧面1Sa和第二侧面1Sb例如相对于z方向倾斜。第一侧面1Sa和第二侧面1Sb与自旋轨道转矩配线2的第一侧面2Sa和第二侧面2Sb在x方向上位于不同的位置。因此，第一侧面1Sa和第一侧面2Sa不连续，第二侧面1Sb和第二侧面2Sb不连续。
第三面1A’具有第一部分1A’a和第二部分1A’b。第一部分1A’a是第一区域R1中的第三面1A’。第二部分1A’b是第二区域R2中的第三面1A’。第四面1B’具有第一部分1B’a和第二部分1B’b。第一部分1B’a是第一区域R1中的第四面1B’。第二部分1B’b是第二区域R2中的第四面1B’。第一部分1A’a、1B’a是平坦的，并且磁化在规定的方向取向。第二部分1A’b、1B’b相对于第一部分1A’a、1B’a倾斜，并且磁化从规定的方向倾斜。第二区域R2的磁化比第一区域R1更容易旋转。
在图5所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件13中，第一铁磁性层1的重心G的x方向的位置与第二非磁性金属层4的x方向的位置不重叠，并且第一区域R1比第二区域R2宽。自旋轨道转矩型磁化旋转元件13的第一区域R1确保了磁化的稳定性，并且第二区域R2容易使磁化反转。
图6所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件14与图5所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件13的不同之处在于，第一铁磁性层1的重心G的x方向的位置与第二非磁性金属层4的x方向的位置重叠。对于与图5相同的结构，赋予相同的符号，并且将省略其说明。第一铁磁性层1的第一侧面1Sa和自旋轨道转矩型磁化旋转元件2的第一侧面2Sa连续。连续是指倾斜面不具有不连续地变化的拐点的意思。例如，在XZ平面，以连续的直线或曲线绘制渐近线的情况下，第一侧面1Sa、2Sa可以被认为是连续地变化的。第一区域R1比第二区域R2窄。自旋轨道转矩型磁化旋转元件14的第一铁磁性层1的磁化反转变得更容易。
图7是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。图7中所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件15与图5所示的自旋转矩型磁化旋转元件13的不同之处在于，自旋轨道转矩配线2的第一面2A、第一铁磁性层1的第三面1A和第四面1B是平坦的。对于与图5相同的结构，赋予相同的符号，并且将省略其说明。另外在图7中，同时示出了绝缘层30和电极9。
当通过化学机械研磨(CMP)等对图5所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件13的第一面2A’进行研磨时，成为图7所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件15。当第一面2A平坦化时，第一铁磁性层1的磁化的稳定性提高。自旋轨道转矩配线2具有第一区域R1’和第二区域R2’。第一区域R1’，在从z方向的俯视中，是与第一非磁性金属层3或第二非磁性金属层4重叠的部分。第二区域R2’是其它的区域。第一区域R1’比第二区域R2’薄。第一区域R1’是将热量传递至第一非磁性金属层3或第二非磁性金属层4的部分。当第一区域R1’的厚度厚时，散热性提高。第二区域R2’是将自旋供给于第一铁磁性层1的部分。当第二区域R2’的厚度薄时，流通于第二区域R2’的电流的电流密度提高，可以有效地进行磁化反转。
图5、图6和图7例示了第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的第一面3A’、4A’相对于绝缘层30的第一面30A凹陷的情况，但是第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的第一面3A’、4A’也可以相对于绝缘层30的第一面30A突出。
另外，图8和图9是第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的其它的例子的截面示意图。对于与图1相同的结构，赋予相同的符号，并且将省略其说明。另外，在图8和图9中，同时图示了绝缘层30和电极9。
图8所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件16的自旋轨道转矩配线2在比第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4更向x方向的外侧延伸。自旋轨道转矩配线2在层叠这些层之后，被加工成线状。通过在x方向上延伸自旋轨道转矩配线2，可以确保加工余量。
图9所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件17的自旋轨道转矩配线2比第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4更位于x方向的内侧。第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的一部分通过加工被切口。第一非磁性金属层3的第一面3A具有第一部分3A1和第二部分3A2。第一部分3A1是与xy平面大致平行的部分。第二部分3A2是相对于第一部分3A1不连续地倾斜的部分。第二非磁性金属层4的第一面4A具有第一部分4A1和第二部分4A2。第一部分4A1是与xy平面大致平行的部分。第二部分4A2是相对于第一部分4A1不连续地倾斜的部分。自旋轨道转矩配线2的第一侧面2Sa与第二非磁性金属层4的第二部分4A2连续。自旋轨道转矩配线2的第二侧面2Sb与第一非磁性金属层3的第二部分3A2连续。
自旋轨道转矩型磁化旋转元件17由集成多个元件来使用的情况多。例如，在第二非磁性金属层4的侧方，有时会有不同的自旋轨道转矩型磁化旋转元件17的第一非磁性金属层3或第二非磁性金属层4邻接的情况。通过对第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的一部分进行切口，可以降低在第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4的周围产生的电场的影响。其结果是，可以缩小邻接的自旋轨道转矩型磁化旋转元件17间的距离，并且可以提高自旋轨道转矩型磁化旋转元件17的集成度。
另外，分别在图4～图9中所示的变形例可以互相进行组合。例如，在图4～图7所示的变形例中，自旋轨道转矩配线2的第一侧面2Sa可以位于第一非磁性金属层3的外侧，也可以位于内侧。对于第二侧面2Sb和第二非磁性金属层4也是同样的。
[第二实施方式]
(自旋轨道转矩型磁阻效应元件)
图10是第二实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁阻效应元件20的截面示意图。图10所示的自旋轨道转矩型磁阻效应元件20具备第一铁磁性层1、自旋轨道转矩配线2、第一非磁性金属层3、第二非磁性金属层4、非磁性层5和第二铁磁性层6。第一铁磁性层1、自旋轨道转矩配线2、第一非磁性金属层3和第二非磁性金属层4对应于图1所示的第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁阻效应元件10。对与第一实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件10相同的结构将省略说明。
层叠有第一铁磁性层1、非磁性层5和第二铁磁性层6的层叠体(功能部8)与通常的磁阻效应元件同样发挥功能。功能部8通过第二铁磁性层6的磁化被固定于一个方向(z方向)，第一铁磁性层1的磁化的朝向相对地变化而发挥功能。在应用于矫顽力差型(伪自旋阀型；Pseudo spin valve型)的MRAM的情况下，使第二铁磁性层6的矫顽力比第一铁磁性层1的矫顽力大。在应用于交换偏置型(自旋阀；spin valve型)的MRAM的情况下，通过与反铁磁性层的交换耦合固定第二铁磁性层6的磁化。
另外，关于功能部8，在非磁性层5由绝缘体构成的情况下，是与隧道磁阻(TMR：Tunneling Magnetoresistance)元件相同的结构，在由金属构成的情况下，是与巨大磁阻(GMR：Giant Magnetoresistance)元件相同的结构。
功能部8的层叠结构能够采用公知的磁阻效应元件的层叠结构。例如，各层可以由多个层构成，也可以具备用于固定第二铁磁性层6的磁化方向的反铁磁性层等的其它的层。第二铁磁性层6被称为固定层或参照层，第一铁磁性层1被称为自由层或记忆层等。
第二铁磁性层6的材料可以使用与第一铁磁性层5相同的材料。
为了使第二铁磁性层6相对于第一铁磁性层1的矫顽力更大，作为与第二铁磁性层6相接的材料，可以使用IrMn、PtMn等的反铁磁性材料。进一步而言，为了使第二铁磁性层6的漏磁场不影响第一铁磁性层1，可以制成合成铁磁性耦合的结构。
非磁性层5可以使用公知的材料。
例如，在非磁性层5由绝缘体构成的情况下(为隧道势垒层的情况下)，作为其材料，可以使用Al2O3、SiO2、MgO和MgAl2O4等。另外，除了这些以外，还可以适用Al、Si、Mg的一部分被置换成Zn、Be等的材料等作为非磁性层5。在这些中，MgO或MgAl2O4是能够实现相干隧道的材料。在非磁性层5由金属构成的情况下，作为其材料，可以使用Cu、Au、Ag等。进一步而言，在非磁性层5由半导体构成的情况下，作为其材料，可以使用Si、Ge、CuInSe2、CuGaSe2、Cu(In，Ga)Se2等。
功能部8可以具有其它的层。在与第一铁磁性层1的与非磁性层5相反侧的面也可以具有基底层。配设于自旋轨道转矩配线2与第一铁磁性层1之间的层，优选为不耗散从自旋轨道转矩配线2传播的自旋。
已知例如银、铜、镁和铝等的自旋扩散长度长达100nm以上，难以耗散自旋。该层的厚度优选为构成层的物质的自旋扩散长度以下。如果层的厚度为自旋扩散长度以下，则从自旋轨道转矩配线2传播的自旋可以充分地传播至第一铁磁性层1。
在第二实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁阻效应元件中，第一铁磁性层1的重心G与基准点S的x方向的位置也偏移。因此，自旋轨道转矩配线2的发热赋予第一铁磁性层1的影响变小，并且第一铁磁性层1的磁化稳定性变高。即，第二实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁阻效应元件的写入错误率小。
[第三实施方式]
<磁存储器>
图11是具有多个自旋轨道转矩型磁阻效应元件20(参照图10)的磁存储器100的示意图。图10对应沿着图11中的A-A面切断了自旋轨道转矩型磁阻效应元件20而得到的截面图。对图11所示的磁存储器100的自旋轨道转矩型磁阻效应元件20进行3×3的矩阵配置。图11是磁存储器的一例，自旋轨道转矩型磁阻效应元件20的数量和配置是任意的。
在自旋轨道转矩型磁阻效应元件20，分别连接有1根字线WL1～3、1根位线BL1～3、1根读取线RL1～3。
通过选择施加电流的字线WL1～3和位线BL1～3，向任意的自旋轨道转矩型磁阻效应元件20的自旋轨道转矩配线2流通电流，进行写入动作。另外，通过选择施加电流的读取线RL1～3和位线BL1～3，向任意的自旋轨道转矩型磁阻效应元件20的功能部8的层叠方向流通电流，进行读入动作。通过晶体管等能够选择施加电流的字线WL1～3、位线BL1～3、位线BL1～3和读取线RL1～3。即，通过从这些多个自旋轨道转矩型磁阻效应元件20读出任意的元件的数据，能够作为磁存储器而利用。
以上，对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但是本发明不限于特定的实施方式，在权利要求书所记载的本发明的范围内可以进行各种变形、变更。

Claims (14)

1.一种自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
具备：
沿第一方向延伸的自旋轨道转矩配线；
在与所述自旋轨道转矩配线交叉的第二方向上层叠的第一铁磁性层；以及
在从所述第二方向的俯视中，在所述第一方向上夹持所述第一铁磁性层的位置处连接于所述自旋轨道转矩配线的第一非磁性金属层和第二非磁性金属层，
所述第一铁磁性层的重心，在所述第一方向上，位于从作为所述第一非磁性金属层和所述第二非磁性金属层之间的中心的基准点偏向所述第一非磁性金属层或所述第二非磁性金属层的任意一侧。
2.如权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
所述重心位于从所述基准点偏向所述第二非磁性金属层的一侧，
所述第二非磁性金属层位于当施加电流于所述自旋轨道转矩配线时的下游侧。
3.如权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
所述第一铁磁性层的一部分，在从所述第二方向的俯视中，与所述基准点重叠。
4.如权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
所述第一非磁性金属层位于当施加电流于所述自旋轨道转矩配线时的上游侧，并且在所述第一铁磁性层侧具有第一端部，
所述第一端部和所述重心的所述第一方向的距离D，与所述自旋轨道转矩配线的厚度T2满足6≦D/T2≦56的关系。
5.如权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层的第三方向上的宽度比所述第一铁磁性层的所述第三方向上的宽度宽，所述第三方向正交于所述第一方向和所述第二方向。
6.如权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层的所述第二方向上的厚度比所述自旋轨道转矩配线的所述第二方向上的厚度厚，
所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层的第三方向上的宽度比所述自旋轨道转矩配线的所述第三方向上的宽度宽，所述第三方向正交于所述第一方向和所述第二方向。
7.如权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层包含由Ag、Au、Cu、Al、W、Co、Ni、Zn、Ta、TiN以及TaN构成的组中的任意元素。
8.如权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层连接于所述自旋轨道转矩配线的面向所述第一铁磁性层的第一面的相反侧的第二面。
9.如权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层连接于所述自旋轨道转矩配线的面向所述第一铁磁性层的第一面。
10.如权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
所述第一非磁性金属层以及所述第二非磁性金属层不经由氧化物而与所述自旋轨道转矩配线连接。
11.如权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
所述第一铁磁性层的一部分，在从所述第二方向的俯视中，与所述第一非磁性金属层或所述第二非磁性金属层重叠。
12.如权利要求11所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
在从所述第二方向的俯视中，在重叠于所述第一铁磁性层的一部分的所述第一非磁性金属层或所述第二非磁性金属层、与所述第一铁磁性层位于控制部的两个晶体管之间。
13.一种自旋轨道转矩型磁阻效应元件，其特征在于，
具备：
权利要求1～12中任一项所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件；
非磁性层，其面向所述第一铁磁性层中面向所述自旋轨道转矩配线的第三面的相反侧的第四面；以及
与所述第一铁磁性层一起夹持所述非磁性层的第二铁磁性层。
14.一种磁存储器，其特征在于，
具备多个权利要求13所述的自旋轨道转矩型磁阻效应元件。
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