CN111341907B - 磁隧道结、存储单元以及磁随机存储器 - Google Patents
磁隧道结、存储单元以及磁随机存储器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111341907B CN111341907B CN202010122680.XA CN202010122680A CN111341907B CN 111341907 B CN111341907 B CN 111341907B CN 202010122680 A CN202010122680 A CN 202010122680A CN 111341907 B CN111341907 B CN 111341907B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- ferromagnetic
- phase change
- free layer
- magnetic tunnel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 77
- 230000015654 memory Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 77
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 104
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 19
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 15
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910019236 CoFeB Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 5
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001291 heusler alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- -1 FeB Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 14
- 229910021542 Vanadium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- GRUMUEUJTSXQOI-UHFFFAOYSA-N vanadium dioxide Chemical compound O=[V]=O GRUMUEUJTSXQOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 8
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- ZDZZPLGHBXACDA-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Co] Chemical compound [B].[Fe].[Co] ZDZZPLGHBXACDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910015372 FeAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017028 MnSi Inorganic materials 0.000 description 1
- LNRZUINGEHIAKD-UHFFFAOYSA-N [Si].[Mn].[Co] Chemical compound [Si].[Mn].[Co] LNRZUINGEHIAKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005610 quantum mechanics Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/80—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
本发明提供一种磁隧道结、存储单元以及磁随机存储器，在原先基于自旋转移矩电流的磁隧道结基础上外加一层自由层相变的调节层(相变层)。在具体器件中，通过外加光照，驱动相变层的相变，进而调控自由层的各向异性场，最终实现自旋电子器件性能的调控。当外加光照时，相变材料(如二氧化钒VO2)会发生相变，产生电阻的变化。可以通过光源控制，调控调节层受到的光照强度，进而保证该层电阻在所需范围之内，改善器件的性能。
Description
技术领域
本发明涉及磁随机存储器技术领域，更具体的，涉及一种磁隧道结、存储单元以及磁随机存储器。
背景技术
自旋电子学主要研究电子的自旋自由度的特性及其操控方法，通过产生、调控、输运和检测自旋流实现新一代的电子器件。经过多年的发展，自旋电子器件已吸引科学界和工业界的广泛兴趣，并在多个领域有重要应用。
在自旋电子学研究领域中，基于磁性隧道结的材料及其物理效应的研究一直是研究人员关注的内容。一个磁性隧道结的核心结构是由两层铁磁材料中间夹着一层绝缘体构成类似于三明治结构的纳米多层膜。而中间层则为具有高电阻的隧穿层，隧穿层的作用可以用量子隧穿效应解释。量子力学中，导体或半导体之间插入绝缘层可以形成有较高能量的势垒，但能量较低的电子仍有一定几率穿过势垒，从一侧到达另一侧，该现象称为量子隧穿效应，这里的绝缘层也被称为隧穿层。电子的隧穿几率与隧穿层的电阻大小有关，而隧穿几率的大小会直接影响自旋电子器件的性能。
由有着垂直各向异性的铁磁层组成的磁隧道结在实现高密度非易失性的存储与逻辑方面有着极大的前景。最近的研究也已经表明通过电流引入的磁隧道结翻转有着高速和低功耗的优点。尽管有很大的技术突破，要想基于磁隧道结实现高密度的磁存储器，还存在着两个重要的问题亟待解决：1.磁性纳米结的热稳定性需要提升，要想在高密度的磁存储器中存储信息超过10年，由磁各向异性能EM与热能Kt的比值而定义的热稳定性参数应超过60；2.翻转电流密度需要减小。尽管过去几年做出了很大进展，对于电流引入磁翻转来说，仍需要几兆安每平方厘米左右的电流密度来使磁隧道结翻转，这样造成的磁隧道结温度升高会产生诸多问题。
发明内容
为了解决上述不足，本发明提供一种磁隧道结、存储单元以及磁随机存储器。
本发明一个方面实施例提供一种磁隧道结，包括：
铁磁自由层；
铁磁参考层，位于所述铁磁自由层的一侧；
隧穿层，结合在所述铁磁自由层和所述铁磁参考层相互靠近一侧的表面；以及
相变层，位于所述铁磁自由层远离所述铁磁参考层一侧的表面，所述相变层的电阻能够根据光照强度变化。
在某些实施例中，还包括：
第一电极层，位于所述相变层远离所述铁磁自由层的一侧表面；
第二电极层，位于所述铁磁参考层远离所述铁磁自由层的一侧表面；其中，
所述第一电极层和/或所述第二电极层的材料为光学透明的导电材料。
在某些实施例中，所述光学透明的导电材料包括：ITO。
在某些实施例中，形成所述相变层的材料包括：钒的氧化物及掺钨的钒氧化物。
在某些实施例中，形成所述铁磁自由层和/或所述铁磁参考层的材料包括CoFeB、CoFe、FeB、Co、Fe以及Heusler合金中的至少一种。
本发明另一方面实施例提供一种磁随机存储器中的存储单元，包括多个磁隧道结，每个磁隧道结包括：
铁磁自由层；
铁磁参考层，位于所述铁磁自由层的一侧；
隧穿层，结合在所述铁磁自由层和所述铁磁参考层相互靠近一侧的表面；以及
相变层，位于所述铁磁自由层远离所述铁磁参考层一侧的表面，所述相变层的电阻能够根据光照强度变化。
在某些实施例中，每个磁隧道结还包括：
第一电极层，位于所述相变层远离所述铁磁自由层的一侧表面；
第二电极层，位于所述铁磁参考层远离所述铁磁自由层的一侧表面；其中，
所述第一电极层和/或所述第二电极层的材料为光学透明的导电材料。
本发明又一方面实施例提供一种磁随机存储器，包括多个存储单元、光照元件，每个存储单元包括多个磁隧道结；每个所述磁隧道结包括：
铁磁自由层；
铁磁参考层，位于所述铁磁自由层的一侧；
隧穿层，结合在所述铁磁自由层和所述铁磁参考层相互靠近一侧的表面；以及
相变层，位于所述铁磁自由层远离所述铁磁参考层一侧的表面，所述相变层的电阻能够根据光照强度变化；
第一电极层，位于所述相变层远离所述铁磁自由层的一侧表面；
第二电极层，位于所述铁磁参考层远离所述铁磁自由层的一侧表面；所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一个的材料为光学透明的导电材料；其中，
所述光照元件置于一透明电极层暴露的一侧上方，并且所述光照元件的光强是可调节的，所述透明电极层是所述第一电极层和所述第二电极层中的一个。
在某些实施例中，所述光学透明的导电材料包括：ITO。
在某些实施例中，形成所述相变层的材料包括：钒的氧化物及掺钨的钒氧化物。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种磁隧道结、存储单元以及磁随机存储器，在原先基于自旋转移矩电流的磁隧道结基础上外加一层自由层相变的调节层(相变层)。在具体器件中，通过外加光照，驱动相变层的相变，进而调控自由层的各向异性场，最终实现自旋电子器件性能的调控。当外加光照时，相变材料(如二氧化钒VO2)会发生相变，产生电阻的变化。可以通过光源控制，调控调节层受到的光照强度，进而保证该层电阻在所需范围之内，改善器件的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出VO2的电阻与光照强度的关系示意图。
图2示出了本发明实施例中磁隧道结及与其连接的外部光照元件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前无法解决磁隧道结的热稳定性，存在不足，本发明为了解决该不足之处，其核心构思是通过在原先基于自旋转移矩电流的磁隧道结基础上外加一层自由层相变的调节层(相变层)，可以用光照控制磁隧道结电阻和自由层的各向异性场，进而降低驱动磁隧道结的自旋转移矩电流，提升磁隧道结的性能。
图2示出了本发明一个方面实施例中一种磁隧道结，包括：铁磁自由层83；铁磁参考层85，位于所述铁磁自由层83的一侧；隧穿层84，结合在所述铁磁自由层83和所述铁磁参考层85相互靠近一侧的表面；以及相变层82，位于所述铁磁自由层83远离所述铁磁参考层85一侧的表面，所述相变层82的电阻能够根据光照强度变化。
本发明提供的一种磁隧道结，在原先基于自旋转移矩电流的磁隧道结基础上外加一层自由层相变的调节层(相变层)。在具体器件中，通过外加光照，驱动相变层的相变，进而调控自由层的各向异性场，最终实现自旋电子器件性能的调控。当外加光照时，相变材料(如二氧化钒VO2)会发生相变，产生电阻的变化。可以通过光源控制，调控调节层受到的光照强度，进而保证该层电阻在所需范围之内，改善器件的性能。
铁磁层(铁磁自由层和铁磁参考层)是指铁磁材料形成的金属薄层，在室温(20到25摄氏度)下该薄层的易磁化轴垂直于薄膜平面方向。
铁磁层自由层和铁磁参考层的材料是CoFeB、CoFe、FeB、Co、Fe、Heusler合金等材料中的一种或几种材料组合；铁磁层自由层和铁磁参考层的厚度为0.2-2nm，当然，不同层的厚度和材料可以不一样。
CoFeB的常用元素配比可以是Co20Fe60B20、Co40Fe40B20或Co60Fe20B20等，这里的数字代表元素的百分比，但不局限于这里所述的元素配比。
所述的FeB的常用元素配比可以是Fe80B20等，这里的数字代表元素的百分比，但不局限于这里所述的元素配比。
所述的CoFe的常用元素配比可以是Co50Fe50、Co20Fe80、Co80Fe20等，这里的数字代表元素的百分比，但不局限于这里所述的元素配比。
所述的Heusler合金可以是钴铁铝(Co2FeAl)、钴锰硅(Co2MnSi)等材料，其中的元素种类和元素配比可以改变。
隧穿层包括各种可以实现磁阻效应的氧化物和非氧化物。如氧化镁(MgO)、三氧化二铝(Al2O3)等。
形成相变层的材料可以是钒的氧化物及掺钨的钒氧化物，该些材料能够引起电阻随光照强度的变化，具体的，例如二氧化钒VO2，如图1所示，当光照强度越高，其电阻率越低，当光照强度月底，其电阻率越高，并且光照强度与电阻率呈非线性关系。
本发明中的磁隧道结是层状的薄膜堆叠结构，可以采用磁控溅射、分子束外延、脉冲激光沉积或原子层沉积等方法将各层的材料按照从下到上的顺序生长在衬底或其他多层膜上，然后进行光刻、刻蚀等纳米器件加工工艺进行制备纳米结。每一薄层的横截面积基本相同，横截面形状一般为圆形、椭圆形、正方形或长方形中的一种。
在进行读取操作时，加一个小电流通过磁隧道结，此时二者差别不大；在进行写入操作时，因外加激光对相变层的作用，使材料发生相变，继而作用于自由层使其各向异性场减小，因自旋轨道矩的翻转电流正比于各向异性场大小，自由层的翻转电流相比于传统的磁隧道结会大大减小，因此不仅热稳定性会显著提升，还会避免因电流过大而产生的磁隧道结击穿效应。
在一些实施例中，本发明的磁隧道结还包括：第一电极层81，位于所述相变层82远离所述铁磁自由层83的一侧表面；第二电极层86，位于所述铁磁参考层85远离所述铁磁自由层83的一侧表面；其中，所述第一电极层81和/或所述第二电极层86的材料为光学透明的导电材料。即第一电极层81和第二电极层86中的一个为透明电极，或者两个均为透明电极。
第一电极层和第二电极层中的至少一个可以透光，这样外部的光照元件可以发光照射到相变层，引起相变层电阻变化。
在具体制作时，沉积一层VO2用作相变层，再沉积一层电学传导和光学透明相结合的材料如ITO，在用作电极的同时不会妨碍激光对相变层的作用。
光照元件可以是常规的LED等微小显示器件，其可以根据电流控制光照强度，或者单独设置一个光照控制元件，用来控制光照元件的光照强度，本发明不做限制。
继续参见图2，在具体实施例中，81为第一电极层，是光学透明与导电性结合的材料，如ITO；82为相变层，如二氧化钒(VO2)；83为铁磁自由层，如钴铁硼(CoFeB)；84为隧穿层，如氧化镁(MgO)；85为铁磁参考层，如钴铁硼(CoFeB)；86为第二电极层，是由普通金属组成，如金(Au)。光照元件位于透明电极(即第一电极层)之上，光照元件87发出的光线聚焦在82相变层上，调节其所受的光照强度。通过对光照强度的调节，利用其产生的相变作用于自由层，使自由层的垂直各向异性场降低从而降低翻转电流，提高磁隧道结器件的性能。
可以知晓，本发明提出的相变层(如二氧化钒)，可以用光照控制磁隧道结电阻和自由层的各向异性场，进而降低驱动磁隧道结的自旋转移矩电流，提升磁隧道结的性能。
基于相同的发明构思，本发明另一方面实施例提供一种磁随机存储器中的存储单元，包括多个磁隧道结，每个磁隧道结包括：铁磁自由层；铁磁参考层，位于所述铁磁自由层的一侧；隧穿层，结合在所述铁磁自由层和所述铁磁参考层相互靠近一侧的表面；以及相变层，位于所述铁磁自由层远离所述铁磁参考层一侧的表面，所述相变层的电阻能够根据光照强度变化。
可以理解，本发明提供的存储单元，由于其中的磁隧道结是在原先基于自旋转移矩电流的磁隧道结基础上外加一层自由层相变的调节层(相变层)。在具体器件中，通过外加光照，驱动相变层的相变，进而调控自由层的各向异性场，最终实现自旋电子器件性能的调控。当外加光照时，相变材料(如二氧化钒VO2)会发生相变，产生电阻的变化。可以通过光源控制，调控调节层受到的光照强度，进而保证该层电阻在所需范围之内，改善器件的性能。
基于相同的发明构思，每个磁隧道结还包括：第一电极层，位于所述相变层远离所述铁磁自由层的一侧表面；第二电极层，位于所述铁磁参考层远离所述铁磁自由层的一侧表面；其中，所述第一电极层和/或所述第二电极层的材料为光学透明的导电材料。
此处的第一电极层和第二电极层与上述磁隧道结中的具体实施例中一致，在此不做赘述。
进一步的，本发明又一方面实施例还提供一种磁随机存储器，包括多个存储单元、光照元件，每个存储单元包括多个磁隧道结；每个所述磁隧道结包括：铁磁自由层；铁磁参考层，位于所述铁磁自由层的一侧；隧穿层，结合在所述铁磁自由层和所述铁磁参考层相互靠近一侧的表面；以及相变层，位于所述铁磁自由层远离所述铁磁参考层一侧的表面，所述相变层的电阻能够根据光照强度变化；第一电极层，位于所述相变层远离所述铁磁自由层的一侧表面；第二电极层，位于所述铁磁参考层远离所述铁磁自由层的一侧表面；所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一个的材料为光学透明的导电材料；其中，所述光照元件置于一透明电极层暴露的一侧上方，并且所述光照元件的光强是可调节的，所述透明电极层是所述第一电极层和所述第二电极层中的一个。
可以理解，本发明提供的磁随机存储器，在原先基于自旋转移矩电流的磁隧道结基础上外加一层自由层相变的调节层(相变层)。在具体器件中，通过外加光照，驱动相变层的相变，进而调控自由层的各向异性场，最终实现自旋电子器件性能的调控。当外加光照时，相变材料(如二氧化钒VO2)会发生相变，产生电阻的变化。可以通过光源控制，调控调节层受到的光照强度，进而保证该层电阻在所需范围之内，改善器件的性能。
结合图2，在具体使用时，通过光照元件87发出的光线聚焦在82相变层上，调节其所受的光照强度。通过对光照强度的调节，利用其产生的相变作用于自由层，使自由层的垂直各向异性场降低从而降低翻转电流，提高磁隧道结器件的性能。
基于相同的发明构思，本方面中有关磁隧道结的细节特征与上述实施例中均相同，在此不做赘述，但可以理解，本方面同样可以包含上述磁隧道结实施例中的细节特征，例如，所述光学透明的导电材料包括：ITO，或者形成所述相变层的材料包括：二氧化钒等。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应该说明的是，以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种磁隧道结，其特征在于，包括：
铁磁自由层；
铁磁参考层，位于所述铁磁自由层的一侧；
隧穿层，结合在所述铁磁自由层和所述铁磁参考层相互靠近一侧的表面；以及
相变层，位于所述铁磁自由层远离所述铁磁参考层一侧的表面，所述相变层的电阻能够根据光照强度变化；
还包括：
第一电极层，位于所述相变层远离所述铁磁自由层的一侧表面；
第二电极层，位于所述铁磁参考层远离所述铁磁自由层的一侧表面；其中，
所述第一电极层和/或所述第二电极层的材料为光学透明的导电材料；
形成所述相变层的材料包括：钒的氧化物及掺钨的钒氧化物。
2.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，所述光学透明的导电材料包括：ITO。
3.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，形成所述铁磁自由层和/或所述铁磁参考层的材料包括CoFeB、CoFe、FeB、Co、Fe以及Heusler合金中的至少一种。
4.一种磁随机存储器中的存储单元，其特征在于，包括多个磁隧道结，每个磁隧道结包括：
铁磁自由层；
铁磁参考层，位于所述铁磁自由层的一侧；
隧穿层，结合在所述铁磁自由层和所述铁磁参考层相互靠近一侧的表面；以及
相变层，位于所述铁磁自由层远离所述铁磁参考层一侧的表面，所述相变层的电阻能够根据光照强度变化；
还包括：
第一电极层，位于所述相变层远离所述铁磁自由层的一侧表面；
第二电极层，位于所述铁磁参考层远离所述铁磁自由层的一侧表面；其中，
所述第一电极层和/或所述第二电极层的材料为光学透明的导电材料；
形成所述相变层的材料包括：钒的氧化物及掺钨的钒氧化物。
5.一种磁随机存储器，其特征在于，包括多个存储单元、光照元件，每个存储单元包括多个磁隧道结；每个所述磁隧道结包括：
铁磁自由层；
铁磁参考层，位于所述铁磁自由层的一侧；
隧穿层，结合在所述铁磁自由层和所述铁磁参考层相互靠近一侧的表面；以及
相变层，位于所述铁磁自由层远离所述铁磁参考层一侧的表面，所述相变层的电阻能够根据光照强度变化；
第一电极层，位于所述相变层远离所述铁磁自由层的一侧表面；
第二电极层，位于所述铁磁参考层远离所述铁磁自由层的一侧表面；所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一个的材料为光学透明的导电材料；其中，
所述光照元件置于一透明电极层暴露的一侧上方，并且所述光照元件的光强是可调节的，所述透明电极层是所述第一电极层和所述第二电极层中的一个；
其中形成所述相变层的材料包括：钒的氧化物及掺钨的钒氧化物。
6.根据权利要求5所述的磁随机存储器，其特征在于，所述光学透明的导电材料包括：ITO。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010122680.XA CN111341907B (zh) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 磁隧道结、存储单元以及磁随机存储器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010122680.XA CN111341907B (zh) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 磁隧道结、存储单元以及磁随机存储器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111341907A CN111341907A (zh) | 2020-06-26 |
| CN111341907B true CN111341907B (zh) | 2022-03-15 |
Family
ID=71187966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010122680.XA Active CN111341907B (zh) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 磁隧道结、存储单元以及磁随机存储器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111341907B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113725352A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-30 | 北京航空航天大学 | 磁隧道结膜堆、磁存储器以及写入信息的方法 |
| CN113866691B (zh) * | 2021-12-02 | 2022-09-23 | 北京芯可鉴科技有限公司 | 隧穿磁电阻传感器及其制备方法、使用方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105374934A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-03-02 | 中电海康集团有限公司 | 一种应力辅助自旋转移扭矩磁电阻随机存储器及其制备、使用方法 |
| CN108428790A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-08-21 | 北京工业大学 | 紫外激光作用于“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构实现磁光耦合复合存储的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101929583B1 (ko) * | 2012-06-13 | 2018-12-14 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 비휘발성 자기 메모리 소자 |
| CN103887426B (zh) * | 2012-12-22 | 2018-06-08 | 三星电子株式会社 | 磁存储器、在磁器件中使用的磁性结和提供磁性结的方法 |
-
2020
- 2020-02-27 CN CN202010122680.XA patent/CN111341907B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105374934A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-03-02 | 中电海康集团有限公司 | 一种应力辅助自旋转移扭矩磁电阻随机存储器及其制备、使用方法 |
| CN108428790A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-08-21 | 北京工业大学 | 紫外激光作用于“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构实现磁光耦合复合存储的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111341907A (zh) | 2020-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12096699B2 (en) | Magnetoresistive effect element | |
| JP5468262B2 (ja) | 磁気抵抗トンネル接合素子およびｍｒａｍへのその適用 | |
| JP4533837B2 (ja) | 電圧制御磁化反転記録方式のｍｒａｍ素子及びそれを利用した情報の記録及び読み出し方法 | |
| US7480175B2 (en) | Magnetic tunnel junction device and writing/reading for said device | |
| JP2021057357A (ja) | 磁気抵抗メモリ | |
| KR20200051635A (ko) | 자성체와 BiSb의 적층 구조의 제조 방법, 자기 저항 메모리, 순 스핀 주입원 | |
| US10763430B2 (en) | Method for stabilizing spin element and method for manufacturing spin element | |
| CN111341907B (zh) | 磁隧道结、存储单元以及磁随机存储器 | |
| KR20200093720A (ko) | 자기 기억 소자 | |
| JP2007201059A (ja) | 磁気素子、磁気記録装置及び書き込み方法 | |
| WO2023284864A1 (zh) | 磁隧道结膜堆、磁存储器以及写入信息的方法 | |
| US20220223784A1 (en) | Magnetic memory and preparation method thereof | |
| US11854589B2 (en) | STT-SOT hybrid magnetoresistive element and manufacture thereof | |
| JP2008500722A (ja) | スピン感度を持つ希薄磁性半導体を備えるトンネル障壁層 | |
| KR100780131B1 (ko) | 자기 메모리, 및 그 기록 방법 | |
| US20220045267A1 (en) | Magnetoresistive element having a sidewall-current-channel structure | |
| US11957063B2 (en) | Magnetoresistive element having a nano-current-channel structure | |
| Liu et al. | High-efficiency field-free spin-orbit switching based on PtW alloy layer | |
| CN118401085B (zh) | 磁性随机存储器件的形成方法和磁性随机存储器件 | |
| KR102299928B1 (ko) | 셀렉터 전극을 포함하는 메모리 소자 및 메모리 어레이 | |
| CN116867351A (zh) | 磁性随机存储单元、存储器及存储单元制作方法 | |
| CN114156407A (zh) | 自旋劈裂-铁磁性耦合材料及其应用 | |
| CN115768128A (zh) | 基于二维异质结的室温全电控磁存储单元及存储器 | |
| JP2021015839A (ja) | 磁気メモリ及び磁気メモリの制御方法 | |
| JP2018186227A (ja) | 積層構造体及びスピン変調素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |