CN111129285A - 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

本发明提供可靠性高的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。该自旋轨道转矩型磁化旋转元件包括：第1铁磁性层；和自旋轨道转矩配线，其第1面面对所述第1铁磁性层，从所述第1铁磁性层的层叠方向上俯视时所述自旋轨道转矩配线的长轴在第1方向上延伸，所述第1面沿与所述第1铁磁性层的层叠方向正交的基准面扩展，所述自旋轨道转矩配线包括：通过所述第1铁磁性层的所述第1方向上的第1端且与所述第1方向正交的第1截断面；和通过所述第1铁磁性层的所述第1方向上的第2端且与所述第1方向正交的第2截断面，所述第1截断面的面积与所述第2截断面的面积不同。

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
本发明涉及一种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。
背景技术
由铁磁性层和非磁性层的多层膜构成的巨大磁阻(GMR)元件以及在非磁性层中使用了绝缘层(隧道势垒层，势垒层)的隧道磁阻(TMR)元件作为磁阻效应元件广为人知。磁阻效应元件可应用于磁传感器、高频部件、磁头和非易失性随机访问存储器(MRAM)。
MRAM是集成了磁阻效应元件的存储元件。MRAM利用以下特性读取数据：即，当磁阻效应元件中夹着非磁性层的2个铁磁性层的彼此的磁化方向发生变化时，磁阻效应元件的磁阻发生变化的特性。铁磁性层的磁化方向例如利用电流产生的磁场进行控制。此外，例如，铁磁性层的磁化方向，利用通过在磁阻效应元件的层叠方向上流过电流而产生的自旋转移转矩(spin transfer torque：STT)进行控制。
在利用STT改写铁磁性层的磁化方向的情况下，在磁阻效应元件的层叠方向流通电流。写入电流成为磁阻效应元件的特性劣化的原因。
近年来，在写入时可以不在磁阻效应元件的层叠方向上流通电流的方法备受关注。其中的一个方法是利用了自旋轨道转矩(SOT)的写入方法(例如，专利文献1)。SOT由因自旋轨道相互作用而产生的自旋流或不同种类材料的界面的Rashba效应引发。磁阻效应元件内用于引发SOT的电流，在与磁阻效应元件的层叠方向交差的方向流动。即，没有必要在磁阻效应元件的层叠方向流通电流，能够期待磁阻效应元件的长寿命化。
此外，非专利文献1中记载了利用SOT的磁化反转的时间上和空间上的性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-216286号公报
非专利文献
非专利文献1：Manuel Baumgartner et al.，“Time-and spatially-resolvedmagnetization dynamics driven by spin-orbit torques”，Nat.Nanotech.,12,980-986(2017)。
发明内容
发明想要解决的技术问题
非专利文献1中记载了这样的内容，因施加于铁磁性层的外部磁场的方向、在与铁磁性层相邻的自旋轨道转矩配线内流动的电流的方向等，磁化反转的开始点发生变动。
磁化反转的开始点发生变动，在铁磁性层内的任意部位发生磁化反转的容易程度(磁化的稳定性)一定的情况下，不会成为问题。但是，在量产等的实际的元件中，发生磁化反转的容易程度，存在因制造偏差等根据铁磁性层内的各个部位而不同的情况。在此情况下，在从铁磁性层内的任意的A点开始磁化反转的情况下、以及在从不同于A点的B点开始磁化反转的情况下，存在磁化反转的时间上以及空间上的性能不同的情况。即，即使对铁磁性层施加相同能量，也会发生这样的情况，在从特定的开始点开始了磁化反转的情况下磁化反转适当地传递，而在从其它开始点开始了磁化反转的情况下，磁化反转不适当地传递。因此，磁化反转的开始点发生变动可能成为导致磁阻效应元件的可靠性下降的一个原因。
本发明就是鉴于上述的情况而完成的，提供一种使磁化反转的性能统一，可靠性高的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。
用于解决技术问题的技术手段
本发明为了解决上述的技术问题，提供以下的技术手段。
(1)第1方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件包括：第1铁磁性层；和自旋轨道转矩配线，其第1面面对所述第1铁磁性层，从所述第1铁磁性层的层叠方向上俯视时所述自旋轨道转矩配线的长轴在第1方向上延伸，所述第1面沿与所述第1铁磁性层的层叠方向正交的基准面扩展，所述自旋轨道转矩配线包括：通过所述第1铁磁性层的所述第1方向上的第1端且与所述第1方向正交的第1截断面；和通过所述第1铁磁性层的所述第1方向上的第2端且与所述第1方向正交的第2截断面，所述第1截断面的面积与所述第2截断面的面积不同。
(2)上述方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，也可以是从所述第1铁磁性层的层叠方向俯视时，所述自旋轨道转矩配线的在与所述第1方向正交的第2方向上的宽度，在所述第1截断面上和所述第2截断面上不同。
(3)上述方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，也可以是所述自旋轨道转矩配线的厚度在所述第1截断面上和在所述第2截断面上不同。
(4)上述方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件也可以是，从所述第1铁磁性层的层叠方向上俯视时，所述第1铁磁性层在从所述第1端至所述第2端之间，具有与所述第1方向正交的第2方向的宽度局部变窄的窄幅部。
(5)上述方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件也可以是，在从所述第1端至所述第2端之间，具有多个所述窄幅部。
(6)第2方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件包括：上述方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件；位于所述第1铁磁性层的与所述自旋轨道转矩配线相反侧的磁化固定层；和位于所述磁化固定层与所述第1铁磁性层之间的第1非磁性层。
(7)上述方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件也可以构成为：还包括磁场施加机构，其在所述第1截断面的面积大于所述第2截断面的面积的情况下，施加从所述第1端朝向所述第2端的磁场，并在所述第1截断面的面积小于所述第2截断面的面积的情况下，施加从所述第2端朝向所述第1端的磁场。
(8)上述方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件也可以构成为：所述磁化固定层从靠近所述第1铁磁性层的位置起依次具有第2铁磁性层、第2非磁性层和第3铁磁性层，所述第2铁磁性层的饱和磁化与体积之积大于所述第3铁磁性层的饱和磁化与体积之积，所述第2铁磁性层和所述第3铁磁性层各自的磁化的取向方向相反，所述磁化固定层对所述第1铁磁性层施加从所述第2端朝向所述第1端的磁场。
(9)上述方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件也可以构成为：所述自旋轨道转矩配线的自旋霍尔角为正的极性，主要包含选自第8族、第9族、第10族、第11族和第12族中的任意的金属元素。
(10)上述方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件也可以构成为：所述磁化固定层从靠近所述第1铁磁性层的位置起依次具有第2铁磁性层、第2非磁性层和第3铁磁性层，所述第2铁磁性层的饱和磁化与体积之积小于所述第3铁磁性层的饱和磁化与体积之积，所述第2铁磁性层和所述第3铁磁性层各自的磁化的取向方向相反，所述磁化固定层对所述第1铁磁性层施加从所述第1端朝向所述第2端的磁场。
(11)上述方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件也可以构成为：所述自旋轨道转矩配线的自旋霍尔角为负的极性，主要包含选自第3族、第4族、第5族和第6族中的任意的金属元素。
(12)第3方式的磁存储器包括多个上述方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件。
发明的效果
根据本实施方式所涉及的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，可以提高元件的可靠性。
附图说明
图1是第1实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的立体图。
图2是第1实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的俯视图。
图3是在自旋轨道转矩配线中流动的电流的电流密度一定的情况下，表示第1铁磁性层的磁化反转的开始点的图。
图4是第1实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的变形例的俯视图。
图5是第2实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的立体图。
图6是第2实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的截面图。
图7是第2实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的变形例的截面图。
图8是第3实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的俯视图。
图9是第3实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的变形例的俯视图。
图10是第3实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的变形例的俯视图。
图11是第4实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件的截面图。
图12是第4实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件的变形例的截面图。
图13是第4实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件的变形例的截面图。
图14是第5实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件的立体图。
图15是第5实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件的俯视图。
图16是第5实施方式的磁存储器的俯视图。
符号说明
1，1’，1A，1B，1C，1D，1E，1F：第1铁磁性层
1b1，1Db1，1Eb1，1Fb1，20b1，21b1，22b1，23b1：第1端
1b2，1Db2，1Eb2，1Fb2，20b2，21b2，22b2，23b2：第2端
2：第2铁磁性层
3：第3铁磁性层
4：第1非磁性层
5：第2非磁性层
10，11，12：层叠体
20，21，22，23：自旋轨道转矩配线
20a，22a：第1面
20A，21A，22A，23A：第1截断面
20B，21B，22B，23B：第2截断面
20C：第3截断面
20D：第4截断面
20E：第5截断面
20F：第6截断面
101，101A，102，102A，103A，103B，103C：自旋轨道转矩型磁化旋转元件
104，104A，104B，105：自旋轨道转矩型磁阻效应元件
200：磁存储器
h1，h2：厚度
np：窄幅部
P，P1，P2：磁化固定层
S1：第1自旋
S2：第2自旋
sp：开始点
St，St1：台阶
w1，w2：宽度
具体实施方式
以下，适当地参照附图，对本实施方式进行详细的说明。在以下的说明中使用的附图，有时会为了容易理解特征而权宜地放大显示成为特征的部分，各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一个例子，本发明并不限定于例示，能够在可发挥本发明的效果的范围内适当地改变而实施。
第1实施方式
(自旋轨道转矩型磁化旋转元件)
图1是第1实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件101的立体图。图2是第1实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件101的俯视图。自旋轨道转矩型磁化旋转元件101包括第1铁磁性层1和自旋轨道转矩配线20。
首先，对方向进行规定。z方向是与成为自旋轨道转矩型磁化旋转元件101的支承体的基板大致正交的方向，是第1铁磁性层1的层叠方向。x方向是在z方向俯视时沿自旋轨道转矩配线20的长轴的方向。y方向是与x方向以及z方向交差(例如大致正交)的方向。x方向是第1方向的一例。y方向是第2方向的一例。z方向是层叠方向的一例。xy平面是基准面的一例。以下，有时将+z方向称为“上”、将-z方向称为“下”。上下并不一定与施加重力的方向一致。
＜第1铁磁性层＞
第1铁磁性层1层叠在自旋轨道转矩配线20上。第1铁磁性层1可以与自旋轨道转矩配线20直接连接，也可以经其它层与自旋轨道转矩配线20连接。
第1铁磁性层1包含铁磁性体，尤其包含软磁性体。铁磁性体例如是选自Cr、Mn、Co、Fe和Ni的金属、包含1种以上这些金属的合金、包含这些金属以及B、C和N中的至少一种以上的元素的合金等。铁磁性体例如是Co-Fe、Co-Fe-B、Ni-Fe、Co-Ho合金、Sm-Fe合金、Fe-Pt合金、Co-Pt合金、CoCrPt合金。
第1铁磁性层1也可以包含Co2FeSi等的哈斯勒合金(Heusler alloy)。哈斯勒合金包含XYZ或X2YZ的化学组成的金属间化合物。X是周期表上的Co、Fe、Ni或Cu族的过渡金属元素或贵金属元素，Y是Mn、V、Cr或Ti族的过渡金属或X的元素种类，Z是III族～V族的典型元素。哈斯勒合金例如是Co2FeSi、Co2FeGe、Co2FeGa、Co2MnSi、Co2Mn1-aFeaAlbSi1-b、Co2FeGe1- cGac等。哈斯勒合金具有高的自旋极化率。
图1所示的第1铁磁性层1从z方向俯视时为圆形。第1铁磁性层1的俯视时形状并不限定于圆形。第1铁磁性层1在俯视时也可以具有形状各向异性。第1铁磁性层1的俯视时形状例如是四边形、后述的椭圆形、后述的不定形等。
第1铁磁性层1的磁化在xy面内的任意方向或z方向取向。在第1铁磁性层1的磁化在xy面内的任意方向取向的情况下，第1铁磁性层1被称为面内磁化膜。在第1铁磁性层1的磁化在z方向取向的情况下，第1铁磁性层1被称为垂直磁化膜。
＜自旋轨道转矩配线＞
自旋轨道转矩配线20处于xy平面，在x方向具有长轴。自旋轨道转矩配线20在x方向延伸。自旋轨道转矩配线20的第1面20a沿xy平面扩展。第1面20a与xy平面大致平行。
自旋轨道转矩配线20中，当流动电流I时因自旋霍尔效应而产生自旋流。自旋霍尔效应是在流过电流I的情况下基于自旋轨道相互作用在与电流I的流动方向正交的方向引发自旋流的现象。自旋轨道转矩配线20在第1铁磁性层1产生能够使第1铁磁性层1的磁化反转的自旋轨道转矩(SOT)。
当对自旋轨道转矩配线20的两端施加电位差时，沿自旋轨道转矩配线20流动电流I。在一个方向取向的第1自旋S1和在与第1自旋S1的相反方向取向的第2自旋S2，各自向与电流正交的方向弯曲。例如，在+y方向取向的第1自旋S1向+z方向弯曲，在-y方向取向的第2自旋S2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)的运动(移动)方向弯曲这点上是共同的。另一方面，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使运动方向弯曲，相对于此，在自旋霍尔效应中，即使不存在磁场，只要电子移动(只要流过电流)，自旋的移动方向就会弯曲，在这点上大幅不同。
非磁性体(不是铁磁性体的材料)中，因自旋霍尔效应产生的第1自旋S1的电子数与第2自旋S2的电子数相同。在图1中，朝向+z方向的第1自旋S1的电子数与朝向-z方向的第2自旋S2的电子数相同。在此情况下，电荷的流动相互抵消，电流量为零。不伴随电流的自旋流特别地被称为纯自旋流。
将第1自旋S1的电子流表示为J↑，将第2自旋S2的电子流表示为J↓，并将自旋流表示为JS时，定义为JS＝J↑-J↓。自旋流JS在z方向产生。在图1中，自旋轨道转矩配线20面向第1铁磁性层1。自旋从自旋轨道转矩配线20注入第1铁磁性层1。注入的自旋将自旋轨道转矩(SOT)施加给第1铁磁性层1的磁化。第1铁磁性层1的磁化因自旋轨道转矩(SOT)而进行磁化反转。
第1自旋S1和第2自旋S2弯曲的方向(相对于行进方向为±z方向)，由自旋轨道转矩配线20的“自旋霍尔角的极性”决定。将使第1自旋S1向z方向弯曲的情况称为正的极性，将使第1自旋S1向-z方向弯曲的情况称为负的极性。自旋霍尔角的极性能够通过构成自旋轨道转矩配线20的材料种类、添加元素种类、添加元素量等而设定。
“自旋霍尔角”是自旋霍尔效应的强度的指标之一，表示相对于沿自旋轨道转矩配线20流动的电流产生的自旋流的转换效率。即，自旋霍尔角的绝对值越大，第1自旋S1或第2自旋S2越被较多地注入第1铁磁性层1。
在自旋轨道转矩配线20主要包含选自第8族、第9族、第10族、第11族和第12族的任意金属元素的情况下，自旋轨道转矩配线20的自旋霍尔角显示正的极性。在自旋轨道转矩配线20主要包含选自第3族、第4族、第5族和第6族的任意金属元素的情况下，自旋轨道转矩配线20的自旋霍尔角显示负的极性。
自旋轨道转矩配线20由具有因流过电流时的自旋霍尔效应而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、金属磷化物中的任意种构成。自旋轨道转矩配线20包含在第1铁磁性层1产生能够使第1铁磁性层1的磁化反转的自旋轨道转矩(SOT)的材料。
优选自旋轨道转矩配线20的主要构成是非磁性的重金属。重金属是指具有钇以上的比重的金属。优选非磁性的重金属为在最外层具有d电子或f电子的原子序数为39以上的原子序数较大的非磁性金属。非磁性的重金属的产生自旋霍尔效应的自旋轨道相互作用较大。
电子一般与其自旋的朝向无关地在与电流相反的方向上移动。相对于此，在最外层具有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，自旋霍尔效应较强地产生。z方向的自旋流依赖于z方向的自旋非均匀存在的程度。当自旋霍尔效应较强地产生时，自旋容易非均匀地存在，容易产生自旋流JS。
自旋轨道转矩配线20也可以包含磁性金属。磁性金属是铁磁性金属或反铁磁性金属。非磁性体中包含的微量的磁性金属成为自旋的散射因子。当自旋散射时，自旋轨道相互作用增强，相对于电流的自旋流的生成效率变高。自旋轨道转矩配线20的主要构成也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于增大时，产生的自旋流因添加的磁性金属而散射，其结果是存在自旋流减少的情况。优选添加的磁性金属的摩尔比比构成自旋轨道转矩配线的元素的总摩尔比足够小。优选添加的磁性金属的摩尔比为整体的3％以下。
自旋轨道转矩配线20也可以包含拓扑绝缘体。拓扑绝缘体是物质内部为绝缘体或高电阻体、但在其表面产生自旋极化的金属状态的物质。拓扑绝缘体因自旋轨道相互作用而产生内部磁场。拓扑绝缘体即使没有外部磁场也可因自旋轨道相互作用的效果而产生新的拓扑相。拓扑绝缘体利用强的自旋轨道相互作用和边缘处的反转对称性的破坏，从而能够高效率地生成纯自旋流。
拓扑绝缘体例如是SnTe、Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.3、TlBiSe2、Bi2Te3、Bi1-xSbx、(Bi1-xSbx)2Te3等。拓扑绝缘体能够高效率地生成自旋流。
图1所示的自旋轨道转矩配线20从第1端20b1朝向第2端20b2宽度变宽。自旋轨道转矩配线20在第1截断面20A处的宽度w1与在第2截断面20B处的宽度w2不同。宽度w1比宽度w2窄(参照图2)。另一方面，自旋轨道转矩配线20的厚度是固定的(参照图1)。因此，第1截断面20A的面积与第2截断面20B的面积不同，第1截断面20A的面积比第2截断面20B的面积小。
第1截断面20A是在z方向俯视时通过第1铁磁性层1的x方向的第1端1b1并与x方向正交的面。第2截断面20B是在z方向俯视时通过第1铁磁性层1的x方向的第2端1b2并与x方向正交的面。第1截断面20A及第2截断面20B与zy平面大致平行。第1截断面20A和第2截断面20B包含在自旋轨道转矩配线20中。
流过第1截断面20A的电流I的电流密度比流过第2截断面20B的电流I的电流密度大。电流密度与注入第1铁磁性层1的自旋量相关。当流过自旋轨道转矩配线20的电流I的电流密度高时，较多的自旋被注入第1铁磁性层1。注入第1铁磁性层1的自旋对第1铁磁性层1的磁化施加自旋轨道转矩。第1铁磁性层1的第1端1b1附近的磁化受到比第2端1b2附近的磁化大的自旋轨道转矩。因此，第1铁磁性层1不受电流I的流向影响，从第1端1b1侧产生磁化反转。
图3是表示在流过自旋轨道转矩配线的电流的电流密度一定的情况下，第1铁磁性层1的磁化反转的开始点sp的图。图3与非专利文献1的Fig.3b对应。
在流过自旋轨道转矩配线的电流的电流密度一定的情况下，第1铁磁性层1的磁化反转的开始点sp因流过自旋轨道转矩配线的电流Ip的方向以及施加给第1铁磁性层1的外部磁场Bx的方向而发生变化。第1铁磁性层1的磁化反转，从4个开始点sp中的任一个开始扩展(参照图3)。在第1铁磁性层1存在于完全对称的体系中的情况下，磁化反转的传递，即使是从4个开始点sp中的任一个开始了磁化反转也是等价的。
但是，在现实中，第1铁磁性层1不存在于完全对称的体系中。例如，在第1铁磁性层1的形状不对称的情况下，第1铁磁性层1中包含杂质的情况下，以及因制造公差等而使第1铁磁性层1的形状不整齐的情况下等，第1铁磁性层1变得不对称。其结果是，例如，在对第1铁磁性层1施加了相同的能量的情况下可能会发生这样的现象：在从某开始点sp开始了磁化反转的情况下产生磁化反转，但在从不同的开始点sp开始了磁化反转的情况下不会适当地产生磁化反转。如果第1铁磁性层1不进行所希望的磁化反转，则自旋轨道转矩型磁化旋转元件101的可靠性降低。
自旋轨道转矩型磁化旋转元件101根据第1铁磁性层1的磁化的方向而记录并输出信息。在将第1铁磁性层1的磁化从一的状态改变为二的状态的情况下、以及从二的状态返回至一的状态的情况下，流过自旋轨道转矩配线20的电流I的方向是相反的。因此，不能使流过自旋轨道转矩配线的电流Ip的方向、以及施加至第1铁磁性层1的外部磁场Bx的方向总是固定。
相对于此，自旋轨道转矩型磁化旋转元件101中，第1截断面20A与第2截断面20B的面积不同，电流密度在第1截断面20A和第2截断面20B不同。因此，第1铁磁性层1的磁化反转的开始点sp，无论电流I的流向是哪个方向，均被固定在电流密度大的第1截断面20A侧(第1端1b1侧)。因此，自旋轨道转矩型磁化旋转元件101，无论外部因素如何，第1铁磁性层1的磁化反转的行为(时间上的行为和空间上的行为)被统一。
如上所述，依照第1实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件101，第1铁磁性层1的磁化反转的行为被统一，自旋轨道转矩型磁化旋转元件101的可靠性提高。
自旋轨道转矩型磁化旋转元件101能够用作后述的自旋轨道转矩型磁阻效应元件。此外，自旋轨道转矩型磁化旋转元件101也能够单独作为各向异性磁传感器、利用了克尔磁光效应或磁光法拉第效应(Faraday effect)的光学元件来利用。自旋流磁化旋转元件，在磁化反转的情况下，特别地被称为自旋流磁化反转元件。
(变形例1)
图4是第1实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的变形例的俯视图。变形例1的自旋轨道转矩型磁化旋转元件101A的自旋轨道转矩配线21的形状以及第1铁磁性层1’的形状与图2所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件101不同。对于相同的结构赋予相同的符号。
第1铁磁性层1’在z方向俯视时的形状是在x方向具有长轴的椭圆形。自旋轨道转矩配线21的y方向的宽度在x方向的途中发生变化。自旋轨道转矩配线21具有向y方向突出的台阶St。台阶St在x方向上位于第1截断面21A与第2截断面21B之间。自旋轨道转矩配线21从自旋轨道转矩配线21的第1端21b1至第1截断面21A其宽度w1是固定的，从自旋轨道转矩配线21的第2端21b2至第2截断面21B其宽度w2是固定的。
变形例1的自旋轨道转矩型磁化旋转元件101A在第1截断面21A上和第2截断面21B上的面积不同，因此不受外部原因影响，能够将第1铁磁性层1’的磁化反转的行为(时间上的行为和空间上的行为)统一。磁化反转由于从自旋轨道转矩配线21中的电流密度高的部分的附近产生，因此即使在第1铁磁性层1’的俯视时形状为椭圆形的情况下，也能够统一磁化反转的行为。因此，能够获得与自旋轨道转矩型磁化旋转元件101相同的效果。此外，自旋轨道转矩配线21不具有倾斜面，因此容易制造。
(第2实施方式)
图5是第2实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的立体图。图6是第2实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的截面图。自旋轨道转矩型磁化旋转元件102包括第1铁磁性层1和自旋轨道转矩配线22。自旋轨道转矩配线22的形状与图1所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件101不同。对于相同的结构，赋予相同的符号。
自旋轨道转矩配线22从第1端22b1朝向第2端22b2其z方向的厚度变厚。自旋轨道转矩配线22在第1截断面22A上的厚度h1与在第2截断面22B上的厚度h2不同(参照图6)。另一方面，自旋轨道转矩配线22在y方向上的宽度是固定的。因此，第1截断面22A的面积与第2截断面22B的面积不同，第1截断面22A的面积小于第2截断面22B的面积。第1截断面22A和第2截断面22B分别对应于图1所示的第1截断面20A和第2截断面20B。
此外，自旋轨道转矩配线22的第1面22a沿xy平面扩展。第1面22a与xy平面大致平行。第1铁磁性层1面向第1面22a。因此，第1铁磁性层1的磁化的取向方向在xy面内是大致固定的。例如，第1铁磁性层1的磁化是与第1面22a大致垂直的z方向，或与第1面22a大致平行的xy面内的任一方向。
流过第1截断面22A的电流I的电流密度高于流过第2截断面22B的电流I的电流密度。此外，在未被施加外力的状态下，第1铁磁性层1的磁化的取向方向在xy面内的任意位置均大致相同。因此，第1铁磁性层1不受电流I的流向的影响，从第1端1b1侧产生磁化反转。
当在第1铁磁性层1中磁化反转的开始点被固定时，在从一的状态改变为二的状态的情况、以及从二的状态返回至一的状态的情况下，第1铁磁性层1的磁化反转的行为(随时间经过的行为和空间上的行为)被统一。因此，自旋轨道转矩型磁化旋转元件102记录、输出的信息的可靠性变高。
(变形例2)
图7是第2实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的变形例的俯视图。图7所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件102A的自旋轨道转矩配线23的形状与图6所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件102不同。对于相同的结构，赋予相同的符号。
自旋轨道转矩配线23的z方向的厚度在x方向的途中发生变化。自旋轨道转矩配线23具有向-z方向突出的台阶St1。自旋轨道转矩配线23从自旋轨道转矩配线23的第1端23b1至第1截断面23A的厚度h1是固定的，从自旋轨道转矩配线23的第2端23b2至第2截断面23B的厚度h2是固定的。台阶St1在x方向上位于第1截断面23A与第2截断面23B之间。
变形例2的自旋轨道转矩型磁化旋转元件102A由于第1截断面23A与第2截断面23B的面积不同，因此不受外部原因的影响，第1铁磁性层1的磁化反转的行为(时间上的行为和空间上的行为)被统一。因此，能够获得与自旋轨道转矩型磁化旋转元件102相同的效果。此外，自旋轨道转矩配线23由于不具有倾斜面，因此容易制造。
(第3实施方式)
图8是第3实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的俯视图。自旋轨道转矩型磁化旋转元件103A包括第1铁磁性层1A和自旋轨道转矩配线20。第1铁磁性层1A的形状与图2所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件101不同。对于相同的结构，赋予相同的符号。
第1铁磁性层1A从第1端1b1至第2端1b2之间，具有在z方向上俯视时y方向的宽度局部变窄的窄幅部np。在以横轴表示第1铁磁性层1A的x方向的位置、纵轴表示该位置处的y方向的宽度制作图表时，窄幅部np是极小值的附近的部分。窄幅部np例如是在图表中夹着极小值的2个拐点之间的部分。
自旋轨道转矩型磁化旋转元件103A的第1截断面20A与第2截断面20B的面积不同，在第1截断面20A和第2截断面20B电流密度不同。因此，第1铁磁性层1的磁化反转的开始点被固定在第1截断面20A侧(第1端1b1侧)。磁化反转从第1端1b1向第2端1b2传递。
在第1铁磁性层1A的俯视时形状足够大至能够在第1铁磁性层1A的内部形成磁壁的情况下，从第1端b1朝向第2端1b2的磁化反转的传递，能够作为磁壁的移动被确认。磁壁是在第1磁区与第2磁区的边界缓和第1磁区与第2磁区之间的磁化状态的差异的部分。在第1铁磁性层1A的俯视时的形状较小的情况下，从第1端1b1朝向第2端1b2的磁化反转的传递，在将磁化的时间上和空间上的行为细分时，能够看作微观上的磁壁(不同的磁化状态的边界)的移动。
磁壁和微观上的磁壁，在第1铁磁性层1A内感受到磁壁或微观上的磁壁的磁势分布低的场所稳定化。当第1铁磁性层1A在y方向上的宽度部分不同时，在第1铁磁性层1A内感受到磁壁或微观上的磁壁的磁势分布根据场所而发生变化。因此，磁化反转的传递的容易程度，在第1端b1到第2端1b2之间，根据场所而不同，磁化反转在窄幅部np不容易传递。换言之，磁壁或微观上的磁壁，根据注入至第1铁磁性层1A的自旋的量而停留在窄幅部np。
自旋轨道转矩型磁化旋转元件103A能够利用窄幅部np以多值记录信息。在流过自旋轨道转矩配线20的电流较少的情况下，在开始点也不产生磁化反转，记录“0”的信息。在流过自旋轨道转矩配线20的电流较多的情况下，磁化反转传递至第2端1b2侧，记录“1”的信息。在流过自旋轨道转矩配线20的电流处于上述的2个情况之间的情况下，从开始点开始的磁化反转停留在窄幅部np，记录“0.5”的信息。自旋轨道转矩型磁化旋转元件103A由于磁化反转的开始点被固定，因此磁化反转的行为被统一，能够稳定地记录多值的信息。
(变形例3)
图9是第3实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的变形例的俯视图。图9所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件103B的第1铁磁性层1B的形状与图8所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件103A不同。对于相同的结构，赋予相同的符号。
第1铁磁性层1B仅在-y方向的侧面形成凹部并形成了窄幅部np，这一点与图8所示的第1铁磁性层1A不同。如果第1铁磁性层1B的y方向的宽度部分地变化，则在第1铁磁性层1B内感受到磁壁或微观上的磁壁的磁势分布根据场所而发生变化。因此，自旋轨道转矩型磁化旋转元件103B也能够利用窄幅部np以多值记录信息。
(变形例4)
图10是第3实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件的变形例的俯视图。图10所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件103C的第1铁磁性层1C的形状与图8所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件103A不同。对于相同的结构，赋予相同的符号。
第1铁磁性层1C在x方向上具有多个窄幅部np。磁壁或微观上的磁壁，根据注入至第1铁磁性层1C的自旋的量，停留在各个窄幅部np。因此，自旋轨道转矩型磁化旋转元件103C能够利用各个窄幅部np以更多值记录信息。
(第4实施方式)
图11是第4实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104的截面图。自旋轨道转矩型磁阻效应元件104具有层叠体10和自旋轨道转矩配线22。自旋轨道转矩型磁阻效应元件104，在图6所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件102的第1铁磁性层1的上表面设置有第1非磁性层4和磁化固定层P。也可以代替图6所示的自旋轨道转矩型磁化旋转元件102而使用其它的自旋轨道转矩型磁化旋转元件。对于与自旋轨道转矩型磁化旋转元件102相同的结构，赋予相同的符号，并省略说明。
＜层叠体＞
层叠体10具有第1铁磁性层1、第1非磁性层4和磁化固定层P。层叠体10是与一般的磁阻效应元件相同的结构。层叠体10在第1非磁性层4由绝缘体构成的情况下，结构与隧道磁阻效应(TMR：Tunneling Magnetoresistance)元件相同，在由金属构成的情况下，结构与巨大磁阻效应(GMR：Giant Magnetoresistance)元件相同。
磁化固定层P的磁化被固定在一个方向，层叠体10通过第1铁磁性层1的磁化的朝向相对地变化而发挥作用。在层叠体10为矫顽力差型(伪自旋阀型；Pseudo spin valve型)的磁阻效应元件的情况下，使磁化固定层P的矫顽力大于第1铁磁性层1的矫顽力。在层叠体10为交换偏置型(自旋阀；spin valve型)的磁阻效应元件的情况下，使磁化固定层P进行层间反铁磁(SAF)结合，使磁化固定层P的磁化相对于第1铁磁性层1固定。
层叠体10也可以具有第1铁磁性层1、磁化固定层P和第1非磁性层4以外的层。层叠体10例如也可以具有提高层叠体10的结晶性能的基底层、覆盖层等。基底层形成在自旋轨道转矩配线20与层叠体10之间。覆盖层形成在层叠体10的上表面。
磁化固定层P能够使用与第1铁磁性层1相同的材料。
第1非磁性层4由非磁性的绝缘体、半导体或金属构成。非磁性的绝缘体例如是Al2O3、SiO2、MgO、MgAl2O4和它们中的Al、Si、Mg的一部分被Zn、Be等置换了的材料。在第1非磁性层4由非磁性的绝缘体构成的情况下，第1非磁性层4为隧道势垒层。MgO或MgAl2O4在第1铁磁性层1与磁化固定层P之间容易实现相干隧道。非磁性的金属例如是Cu、Au、Ag等。进而，非磁性的半導体例如是Si、Ge、CuInSe2、CuGaSe2、Cu(In,Ga)Se2等。
自旋轨道转矩型磁阻效应元件104的自旋轨道转矩配线22在第1截断面22A上与第2截断面22B上的面积不同。因此，自旋轨道转矩型磁阻效应元件104能够不受外部的原因的影响而将第1铁磁性层1的磁化反转的开始点固定，第1铁磁性层1的磁化反转的行为(时间上的行为和空间上的行为)被统一。
此外，自旋轨道转矩型磁阻效应元件104进而还可以具备对第1铁磁性层1施加外部磁场的磁场施加机构。图11同时表示施加至第1铁磁性层1的外部磁场Bx。
如图3所示，在流过自旋轨道转矩配线22的电流的电流密度恒定的情况下，在从自旋轨道转矩配线22的第2端22b2向第1端22b1流过电流的情况下(图3中Ip为向左箭头的情况下：下面，称为流过向左的电流)，第1铁磁性层1的磁化反转的开始点sp位于第1铁磁性层1的第2端1b2侧。自旋轨道转矩型磁阻效应元件104通过改变自旋轨道转矩配线22的第1截断面22A和第2截断面22B的电流密度，从而将磁化反转的开始点sp强制性地固定在第1端1b1侧。
第1铁磁性层1的磁化反转的容易程度，在相对于自旋轨道转矩配线22中流过向左的电流的情况下和流过向右的电流的情况下(流过从自旋轨道转矩配线22的第1端22b1向第2端22b2电流的情况、图3中Ip为向右箭头的情况)不同。在自旋轨道转矩配线22中流过向左的电流的情况下，由于强制性地使磁化反转的开始点sp变化，因此不容易进行磁化反转。即，关于第1铁磁性层1的磁化，从一的状态成为二的状态的概率和从二的状态成为一的状态的概率可能发生偏差。
当通过磁场施加机构对第1铁磁性层1施加外部磁场Bx时，能够校正该反转概率的偏差。磁场施加机构例如在第1截断面22A的面积大于第2截断面22B的面积的情况下，优选对第1铁磁性层1施加从第1端1b1朝向第2端1b2的磁场，在第1截断面22A的面积小于第2截断面22B的面积的情况下，优先施加从第2端1b2朝向第1端1b1的磁场。
(变形例5)
图12是第4实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件的变形例的截面图。图12所示的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104A中，层叠体11的结构与图11所示的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104不同。对于相同的结构，赋予相同的符号。
层叠体11从靠近自旋轨道转矩配线22的一侧起依次具有第1铁磁性层1、第1非磁性层4、第2铁磁性层2、第2非磁性层5和第3铁磁性层3。第2铁磁性层2、第2非磁性层5和第3铁磁性层3为磁化固定层P1。第2非磁性层5由与第1非磁性层4相同的材料构成，第3铁磁性层3由与第1铁磁性层1和第2铁磁性层2相同的材料构成。
第2铁磁性层2和第3铁磁性层3各自的磁化的取向方向相反。第2铁磁性层2和第3铁磁性层3通过反铁磁耦合，将第2铁磁性层2的磁化方向固定。
第2铁磁性层2的饱和磁化与体积之积大于第3铁磁性层3的饱和磁化与体积之积。在第2铁磁性层2的饱和磁化与体积之积同第3铁磁性层3的饱和磁化与体积之积一致的情况下，在磁化固定层P1内形成层间反铁磁(SAF)耦合，不产生泄漏磁场ML。另一方面，当第2铁磁性层2的饱和磁化与体积之积大于第3铁磁性层3的饱和磁化与体积之积时，对第1铁磁性层1施加从第2端1b2朝向第1端1b1的泄漏磁场ML。
变形例5的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104A中，泄漏磁场ML成为施加至第1铁磁性层1的外部磁场Bx。外部磁场Bx能够校正第1铁磁性层1的磁化的反转概率的偏差。在此情况下，优选自旋轨道转矩配线22的自旋霍尔角的极性为正，且自旋轨道转矩配线22主要包含选自第8族、第9族、第10族、第11族和第12族的任意金属元素。
(变形例6)
图13是第4实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件的变形例的截面图。图13所示的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104B中，层叠体12的结构与图11所示的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104不同。对于相同的结构，赋予相同的符号。
层叠体12从靠近自旋轨道转矩配线22的一侧起依次具有第1铁磁性层1、第1非磁性层4、第2铁磁性层2、第2非磁性层5和第3铁磁性层3。第2铁磁性层2、第2非磁性层5和第3铁磁性层3为磁化固定层P2。
第2铁磁性层2和第3铁磁性层3各自的磁化的取向方向相反。第2铁磁性层2的饱和磁化与体积之积小于第3铁磁性层3的饱和磁化与体积之积。磁化固定层P2将从第1端1b1朝向第2端1b2的泄漏磁场ML施加至第1铁磁性层1。
变形例6的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104B中，泄漏磁场ML成为施加至第1铁磁性层1的外部磁场Bx。外部磁场Bx能够校正第1铁磁性层1的反转概率的偏差。在此情况下，优选自旋轨道转矩配线22的自旋霍尔角的极性为负，且自旋轨道转矩配线22主要包含选自第3族、第4族、第5族和第6族的任意金属元素。当自旋轨道转矩配线22的自旋霍尔角的极性反转时，图3所示的开始点sp的位置也反转。因此，在此情况下，在第1截断面22A的面积大于第2截断面22B的面积的情况下，优选对第1铁磁性层1施加从第2端1b2朝向第1端1b1的磁场，在第1截断面22A的面积小于第2截断面22B的面积的情况下，优选施加从第1端1b1朝向第2端1b2的磁场。
第5实施方式
图14是第5实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件105的立体图。此外，图15是第5实施方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件105的俯视示意图。自旋轨道转矩型磁阻效应元件105在第1铁磁性层分为多个这点上与图11所示的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104不同。对于与图11所示的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104相同的结构，赋予相同的符号，并省略说明。
自旋轨道转矩型磁阻效应元件105具有自旋轨道转矩配线20、多个第1铁磁性层1D、1E、1F、第1非磁性层4和磁化固定层P。多个第1铁磁性层1D、1E、1F各自面对自旋轨道转矩配线20的第1面20a。多个第1铁磁性层1D、1E、1F在x方向上隔开规定的距离。多个第1铁磁性层1D、1E、1F具有共用的第1非磁性层4和磁化固定层P。
自旋轨道转矩配线20具有第1截断面20A、第2截断面20B、第3截断面20C、第4截断面20D、第5截断面20E和第6截断面20F。第1截断面20A、第3截断面20C和第5截断面20E各自是，在z方向俯视时通过第1铁磁性层1D、1E、1F的x方向的第1端1Db1、1Eb1、1Fb1且与x方向正交的面。第2截断面20B、第4截断面20D和第6截断面20F各自是，在z方向俯视时通过第1铁磁性层1D、1E、1F的x方向的第2端1Db2、1Eb2、1Fb2且与x方向正交的面。
第1截断面20A、第2截断面20B、第3截断面20C、第4截断面20D、第5截断面20E、第6截断面20F的截面面积依次变小。流过自旋轨道转矩配线20的电流I的电流密度，按第1截断面20A、第2截断面20B、第3截断面20C、第4截断面20D、第5截断面20E、第6截断面20F的顺序依次变小。第1铁磁性层1D、1E、1F各自的磁化反转，从第1端1Db1、1Eb1、1Fb1朝向第2端1Db2、1Eb2、1Fb2产生。
此外，磁化反转在第1铁磁性层1D、第1铁磁性层1E、第1铁磁性层1F中依次产生。例如，当在自旋轨道转矩配线20流过某电流量的电流时，仅第1铁磁性层1D产生磁化反转。当使流过自旋轨道转矩配线20的电流量增加时，在第1铁磁性层1E、第1铁磁性层1F中依次产生磁化反转。自旋轨道转矩型磁阻效应元件105的磁阻值，由夹着第1非磁性层4的铁磁性层(磁化固定层P和第1铁磁性层1D、1E、1F)的磁化状态的变化而产生。当第1铁磁性层1D、1E、1F的磁化阶段性地发生磁化反转时，自旋轨道转矩型磁阻效应元件105能够以多值记录信息。此外，第1铁磁性层1D、1E、1F彼此由于在空间上分开，因此各个磁化彼此的影响较少。因此，自旋轨道转矩型磁阻效应元件105能够稳定地保持多值各自的状态。
在图14和图15中，以第1铁磁性层1D、1E、1F有3个的情况为例进行了说明，但是第1铁磁性层的数量没有限制。此外，第1铁磁性层1D、1E、1F的形状、大小没有必要是一定的，也可以彼此不同。
第6实施方式
(磁存储器)
图16是具有多个自旋轨道转矩型磁阻效应元件104(参照图11)的磁存储器200的示意图。图16所示的磁存储器200以3×3的矩阵配置了自旋轨道转矩型磁阻效应元件104。图16是磁存储器的一例，自旋轨道转矩型磁阻效应元件104的结构、数量和配置是任意的。
在各个自旋轨道转矩型磁阻效应元件104分别连接着1根字线WL1～WL3、1根位线BL1～BL3、1根读取线RL1～RL3。
通过选择施加电流的字线WL1～WL3和位线BL1～BL3，在任意的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104的自旋轨道转矩配线22流动电流，进行写入动作。此外，通过选择施加电流的读取线RL1～RL3和位线BL1～BL3，在任意的自旋轨道转矩型磁阻效应元件104的层叠体10的层叠方向流过电流，并进行读取动作。能够利用晶体管等选择施加电流的字线WL1～WL3、位线BL1～BL3和读取线RL1～RL3。即，通过从这些的多个自旋轨道转矩型磁阻效应元件104读取任意的元件的数据，能够用作磁存储器。
以上，对本发明的优选实施方式进行了详细的说明，但是本发明并不限定于特定的实施方式，可以在权利要求所记载的本发明的要旨的范围内进行各种变形、改变。

Claims (12)

1.一种自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于，
包括：
第1铁磁性层；和
自旋轨道转矩配线，其第1面面对所述第1铁磁性层，从所述第1铁磁性层的层叠方向俯视时所述自旋轨道转矩配线的长轴在第1方向上延伸，
所述第1面沿与所述第1铁磁性层的层叠方向正交的基准面扩展，
所述自旋轨道转矩配线包括：通过所述第1铁磁性层的所述第1方向上的第1端且与所述第1方向正交的第1截断面；和通过所述第1铁磁性层的所述第1方向上的第2端且与所述第1方向正交的第2截断面，
所述第1截断面的面积与所述第2截断面的面积不同。
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：
从所述第1铁磁性层的层叠方向俯视时，所述自旋轨道转矩配线的在与所述第1方向正交的第2方向上的宽度，在所述第1截断面上和在所述第2截断面上不同。
3.如权利要求1或2所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于：
所述自旋轨道转矩配线的厚度在所述第1截断面上和在所述第2截断面上不同。
4.如权利要求1～3中任一项所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其特征在于：
从所述第1铁磁性层的层叠方向俯视时，所述第1铁磁性层在从所述第1端至所述第2端之间，具有与所述第1方向正交的第2方向的宽度局部变窄的窄幅部。
5.如权利要求4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1端至所述第2端之间，具有多个所述窄幅部。
6.一种自旋轨道转矩型磁阻效应元件，其特征在于，包括：
权利要求1～5中任一项所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件；
位于所述第1铁磁性层的与所述自旋轨道转矩配线相反侧的磁化固定层；和
位于所述磁化固定层与所述第1铁磁性层之间的第1非磁性层。
7.如权利要求6所述的自旋轨道转矩型磁阻效应元件，其特征在于：
还包括磁场施加机构，其在所述第1截断面的面积大于所述第2截断面的面积的情况下，施加从所述第1端朝向所述第2端的磁场，并在所述第1截断面的面积小于所述第2截断面的面积的情况下，施加从所述第2端朝向所述第1端的磁场。
8.如权利要求6所述的自旋轨道转矩型磁阻效应元件，其特征在于：
所述磁化固定层从靠近所述第1铁磁性层的位置起依次具有第2铁磁性层、第2非磁性层和第3铁磁性层，
所述第2铁磁性层的饱和磁化与体积之积大于所述第3铁磁性层的饱和磁化与体积之积，
所述第2铁磁性层和所述第3铁磁性层各自的磁化的取向方向相反，所述磁化固定层对所述第1铁磁性层施加从所述第2端朝向所述第1端的磁场。
9.如权利要求8所述的自旋轨道转矩型磁阻效应元件，其特征在于：
所述自旋轨道转矩配线的自旋霍尔角为正的极性，
主要包含选自第8族、第9族、第10族、第11族和第12族中的任意的金属元素。
10.如权利要求6所述的自旋轨道转矩型磁阻效应元件，其特征在于：
所述磁化固定层从靠近所述第1铁磁性层的位置起依次具有第2铁磁性层、第2非磁性层和第3铁磁性层，
所述第2铁磁性层的饱和磁化与体积之积小于所述第3铁磁性层的饱和磁化与体积之积，
所述第2铁磁性层和所述第3铁磁性层各自的磁化的取向方向相反，所述磁化固定层对所述第1铁磁性层施加从所述第1端朝向所述第2端的磁场。
11.如权利要求10所述的自旋轨道转矩型磁阻效应元件，其特征在于：
所述自旋轨道转矩配线的自旋霍尔角为负的极性，
主要包含选自第3族、第4族、第5族和第6族中的任意的金属元素。
12.一种磁存储器，其特征在于：
包括多个权利要求6～11中任一项所述的自旋轨道转矩型磁阻效应元件。
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