CN111732128A - 二维四方铁磁材料及其制备方法、存储单元及调控存储单元识别存储数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信息存储技术领域，尤其涉及二维四方铁磁材料、存储单元及调控存储单元的存储数据的方法。本发明提供了一种二维四方铁磁材料，所述二维四方铁磁材料为FeCl，空间群为NO.129：P4/nmm，晶格参数为a＝b＝0.355nm，c＝1.826nm。所述二维四方铁磁材料在作为存储单元的铁磁材料层的材料时可以降低能耗，有利于提高存储单元的存储密度和可靠性以及实现柔性化。

Description

二维四方铁磁材料及其制备方法、存储单元及调控存储单元 识别存储数据的方法

技术领域

本发明涉及信息存储技术领域，尤其涉及二维四方铁磁材料及其制备方法、存储单元及调控存储单元识别存储数据的方法。

背景技术

存储器在人们的生产、生活中应用非常广泛，主要是通过某种介质进行信息和数据等的存储。现在通用的存储器件主要是基于二进制来进行数据存储的。一般情况下，人们都通过外场来对存储介质的某种性质进行调控，通过对介质某种性能的测试来识别所存储的数据。存储介质多种多样，包括磁性介质、电介质、铁电介质和铁磁介质等等。为了提高存储数据的可靠性，存储介质的物理体积总需要维持在一定的范围内。然而，随着科技水平的高速发展，信息存储的需求越来越大，要求存储器件的整体体积更小，可靠性更高，同时要求存储器件功耗更低，设置能够实现柔性化，以适应柔性化器件发展的趋势。虽然基于传统磁性介质、电介质、铁电介质和铁磁介质的存储器件可以通过三维叠层的方法进一步提高存储密度，减小高密度存储器件的物理体积，但其远不能满足人们的实际需求以及未来科技发展的需要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了二维四方铁磁材料、存储单元及调控存储单元识别存储数据的方法，所述二维四方铁磁材料在作为存储单元的铁磁材料层的材料时可以降低能耗，有利于提高存储单元的存储密度和可靠性以及实现柔性化。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下具体技术方案：

本发明提供了一种二维四方铁磁材料，所述二维四方铁磁材料为FeCl，空间群为NO.129：P4/nmm，晶格参数为a＝b＝0.355nm，c＝1.826nm。

优选的，所述二维四方铁磁材料中Fe原子的缺失<1％，Cl原子的缺失<1％。

优选的，所述二维四方铁磁材料的内部应变值为-10％～10％；

所述二维四方铁磁材料的横向尺寸≥0.72nm；

所述横向与a轴所在方向相同。

本发明还提供了上述技术方案所述的二维四方铁磁材料的制备方法，包括以下步骤：

在衬底上沉积Fe原子层，得到Fe原子包覆的衬底；

在初始压力为8～12个大气压的条件下，将所述Fe原子包覆的衬底与氯气在950～1050℃反应后，去除衬底，得到所述二维四方铁磁材料。

本发明还提供了一种存储单元，包括衬底1、第一绝缘层2、二维四方铁磁材料层3、第一电极层4、第二电极层5、第二绝缘层6和纳米导线层7；

所述二维四方铁磁材料层3、第一电极层4和第二电极层5位于同一层；所述第一电极层4和第二电极层5的间距为≥0.72nm；

所述衬底1、第一绝缘层2、二维四方铁磁材料层3、第二绝缘层6和纳米导线层7依次层叠设置；

所述二维四方铁磁材料层3中的二维四方铁磁材料为上述技术方案所述的二维四方铁磁材料或由上述技术方案所述的制备方法制备得到的二维四方铁磁材料。

优选的，所述第一绝缘层2和第二绝缘层6中的材料的禁带宽度与所述二维四方铁磁材料层中的二维四方铁磁材料的最大禁带宽度之比独立地≥2。

优选的，所述第一绝缘层2和第二绝缘层6的材料独立地为氧化铪、氧化硅、氮化硼、氧化钛、氧化铝、氧化镁、云母、钛酸锶、钛酸铅、钛酸钡、钛酸铋钠、铁酸铋、铁酸镥、氧化镓和氧化钡中的一种或几种。

优选的，所述第一电极层4和第二电极层5的材料独立地为石墨烯、掺杂石墨烯、金、银、铜、铁、铝、铂、镍、钛和锌中的一种或几种。

优选的，所述纳米导线层7的材料为石墨烯、掺杂石墨烯、金、银、铜、铁、铝、铂、镍、钛、锌、铜氧超导体、铁基超导体和硼化镁超导体中的一种或几种。

本发明还提供了一种调控存储单元识别存储数据的方法，包括以下步骤：

将所述纳米导线层7通入脉冲电流产生磁场，改变所述二维四方铁磁材料层中二维四方铁磁材料的电子自旋方向，使二维四方铁磁材料的禁带宽度在0eV～1.2eV范围内变化；

在所述第一电极层4和第二电极层5之间施加0.1～500mV的电压，测量电流值，并通过电流值来识别所述存储单元的存储数据；

所述存储单元为上述技术方案所述的存储单元。

本发明提供了一种二维四方铁磁材料，所述二维四方铁磁材料为FeCl，空间群为NO.129：P4/nmm，晶格参数为a＝b＝0.355nm，c＝1.826nm。所述二维四方铁磁材料可以通过外加磁场改变其内部电子的自旋方向，使二维四方铁磁材料电子自旋向上的状态是电子自旋向上的数量大于电子自旋向下的数量，二维四方铁磁材料电子自旋向下的状态是自旋向下的数量大于电子自旋向上的数量，该种材料能够在单层状态下保持其自旋极化状态，在-10％～10％的应变范围内能够保持性能稳定，对提高存储单元的可靠性和实现器件的柔性化具有重要的作用；且采用所述二维四方铁磁材料作为铁磁层的存储单元，在施加微小的电压即可读取存储的数据，微小电压降低了器件的能耗。

本发明提供了一种存储单元，包括衬底1、第一绝缘层2、二维四方铁磁材料层3、第一电极层4、第二电极层5、第二绝缘层6和纳米导线层7；所述二维四方铁磁材料层3、第一电极层4和第二电极层5位于同一层；所述第一电极层4和第二电极层5的间距≥0.72nm；所述衬底1、第一绝缘层2、二维四方铁磁材料层3、第二绝缘层6和纳米导线层7依次层叠设置；所述二维四方铁磁材料层3中的二维四方铁磁材料为上述技术方案所述的二维四方铁磁材料或由上述技术方案所述的制备方法制备得到的二维四方铁磁材料。本发明提供的存储单元中除了采用所述二维四方铁磁材料作为存储单元的铁磁材料层以外，还同时采用双绝缘结构能够极大的减小存储单元的纵向漏电流，进一步降低能耗。

本发明还提供了一种调控存储单元识别存储数据的方法，包括以下步骤：将所述纳米导线层7通入脉冲电流产生磁场，改变所述二维四方铁磁材料层中二维四方铁磁材料的电子自旋方向，使二维四方铁磁材料的禁带宽度在0eV～1.2eV范围内变化；在所述第一电极层4和第二电极层5之间施加0.1～500mV的电压，测量电流值，并通过电流值来识别所述存储单元的存储数据；所述存储单元为上述技术方案所述的存储单元。由于本发明所述的存储单元中的二维四方铁磁材料的矫顽磁场很小，在纳米导线中施加脉冲电流就可以改写二维四方铁磁材料中的自旋方向，实现电控磁的过程，进而很容易实现存储单元中数据的存储与擦写。在施加电压读取二维四方铁磁材料中存储的数据，且二维四方铁磁材料的禁带宽度变窄时，其电导率提高，电流值较大为一个存储态；当二维四方铁磁材料的禁带宽度变宽时，其电导率降低，电流值较小为一个存储态。

附图说明

图1为本发明提供的二维四方铁磁材料的3×3×1超胞的俯视图和侧视图，其中(a)为俯视图，(b)为侧视图；

图2为本发明提供的二维四方铁磁材料的在呈现自旋向上和自旋向下的能带图，其中(a)为自旋向上的能带图，(b)为自旋向下的能带图；

图3为本发明提供的二维四方铁磁材料在呈现自旋向下的状态能带图，其中(a)为考虑自旋轨道耦合的能带图，(b)为不考虑自旋轨道耦合的能带图；

图4为本发明提供的存储单元的结构示意图；其中，1-衬底，2-第一绝缘层，3-二维四方铁磁材料层，4-第一电极层，5-第二电极层，6-第二绝缘层和7-纳米导线层；

图5为本发明实施例1所述存储单元在55K温度下存储性能保持性的测试结果图。

具体实施方式

本发明提供了一种二维四方铁磁材料，所述二维四方铁磁材料为FeCl，空间群为NO.129：P4/nmm，晶格参数为a＝b＝0.355nm，c＝1.826nm(如图1所示的二维四方铁磁材料的3×3×1超胞的俯视图(a)、侧视图(b)证明所述二维四方铁磁材料的空间群为NO.129：P4/nmm)。

在本发明中，所述二维四方铁磁材料中Fe原子的缺失优选<1％，Cl原子的缺失优选<1％。在本发明中，所述二维四方铁磁材料的内部应变值优选为-10％～10％；在本发明中，所述二维四方铁磁材料的横向尺寸优选≥0.72nm；所述横向优选与a轴所在方向相同。

本发明还提供了所述二维四方铁磁材料的制备方法，包括以下步骤：

在衬底上沉积Fe原子层，得到Fe原子包覆的衬底；

在初始压力为8～12个大气压的条件下，将所述Fe原子包覆的衬底与氯气在950～1050℃反应后，去除衬底，得到所述二维四方铁磁材料。

本发明在衬底上沉积Fe原子层，得到Fe原子包覆的衬底。在本发明中，所述衬底优选为石英衬底；所述沉积的方式优选为磁控溅射法；本发明对所述磁控溅射的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的沉积Fe的过程进行磁控溅射并保证得到的单原子层厚度的Fe原子层即可。

得到Fe原子包覆的衬底后，本发明在初始压力为8～12个大气压的条件下，将所述Fe原子包覆的衬底与氯气在950～1050℃反应后，去除衬底，得到所述二维四方铁磁材料。在本发明中，所述初始压力优选由氯气提供；所述初始压力优选为10个大气压。在本发明中，所述反应的温度优选为1000℃；所述反应的保温时间优选为2h。在本发明中，所述反应优选在防腐蚀的高压舱中进行。

所述反应完成后，本发明还优选包括降温，本发明对所述降温没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式降至室温即可。

在本发明中，所述去除衬底的方式优选为机械剥离或腐蚀转移；本发明对所述机械剥离或腐蚀转移的具体过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

在本发明中，所述二维四方铁磁材料的形貌优选为纳米片；在本发明中，所述纳米片的平面尺寸优选>1～2nm。

本发明还提供了一种存储单元，包括衬底1、第一绝缘层2、二维四方铁磁材料层3、第一电极层4、第二电极层5、第二绝缘层6和纳米导线层7(如图4所示)；

所述二维四方铁磁材料层3、第一电极层4和第二电极层5位于同一层；

所述衬底1、第一绝缘层2、二维四方铁磁材料层3、第二绝缘层6和纳米导线层7依次层叠设置；

所述二维四方铁磁材料层3中的二维四方铁磁材料为上述技术方案所述的二维四方铁磁材料或由上述技术方案所述的制备方法制备得到的二维四方铁磁材料。

在本发明中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。

在本发明中，所述存储单元包括衬底1，本发明对所述衬底1的厚度没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的应用于存储单元的衬底的厚度即可。本发明对所述衬底1的材质没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用于存储单元的衬底材质即可。在本发明的具体实施例中，所述衬底的材料具体为Si。

在本发明中，所述存储单元还包括第一绝缘层2和第二绝缘层6；在本发明中，所述第一绝缘层2和第二绝缘层6的厚度独立地优选为2～10nm，更优选为4～8nm。在本发明中，所述第一绝缘层2和第二绝缘层6中的材料的禁带宽度与所述二维四方铁磁材料层中的二维四方铁磁材料的最大禁带宽度之比优选独立地≥2。在本发明中，所述最大禁带宽度理解为由于所述二维四方铁磁材料在磁场中禁带宽度会发生变化，其其变化后所述禁带宽度能够达到的最大值即为所述最大禁带宽度。在本发明中，所述第一绝缘层2和第二绝缘层6的材料独立地优选为氧化铪、氧化硅、氮化硼、氧化钛、氧化铝、氧化镁、云母、钛酸锶、钛酸铅、钛酸钡、钛酸铋钠、铁酸铋、铁酸镥、氧化镓和氧化钡中的一种或几种；更优选为氧化铪、氧化硅、氮化硼、氧化钛、氧化铝、氧化镁、云母、钛酸锶、钛酸铅、钛酸钡、钛酸铋钠、铁酸铋、铁酸镥、氧化镓和氧化钡中的一种。当所述第一绝缘层2和第二绝缘层6的材料独立地为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明的具体实施例中，所述第一绝缘层2和第二绝缘层6的材料独立的为氧化铪或二氧化硅。

在本发明中，所述存储单元还包括二维四方铁磁材料层3；在本发明中，所述二维四方铁磁材料层3的厚度优选为≤10nm，更优选为2～8nm。

在本发明中，所述存储单元还包括第一电极层4和第二电极层5；所述第一电极层4和第二电极层5与所述二维四方铁磁材料层5位于同一层。在本发明中，所述第一电极层4和第二电极层5的间距优选为0.72nm。本发明对所述第一电极层4和第二电极层5的厚度没有任何特殊的要求。在本发明中，所述第一电极层4和第二电极层5的材料独立地优选为石墨烯、掺杂石墨烯、金、银、铜、铁、铝、铂、镍、钛和锌中的一种或几种，更优选为石墨烯、掺杂石墨烯、金、银、铜、铁、铝、铂、镍、钛和锌中的一种；当所述第一电极层4和第二电极层5的材料独立地优选为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明的具体实施例中，所述第一电极层4和第二电极层5的材料独立的为金、铂、或银。

在本发明中，所述存储单元还包括纳米导线层7。本发明所述纳米导线层7的厚度没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的厚度即可。在本发明中，所述纳米导线层7的材料优选为石墨烯、掺杂石墨烯、金、银、铜、铁、铝、铂、镍、钛、锌、铜氧超导体、铁基超导体和硼化镁超导体中的一种或几种；更优选为石墨烯、掺杂石墨烯、金、银、铜、铁、铝、铂、镍、钛、锌、铜氧超导体、铁基超导体和硼化镁超导体中的一种；本发明对所述铜氧超导体、铁基超导体和硼化镁超导体的具体种类没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可；当所述纳米导线层7的材料为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明的具体实施例中，所述纳米导线层7的材料具体的为银、金或铂。

在本发明中，所述存储单元的尺寸优选为>0.72nm。

在本发明中，所述存储单元的制备方法优选为：

按照上述技术方案所述二维四方铁磁材料的制备方法制备得到单层二维四方铁磁材料层；

在衬底1的上表面沉积第一绝缘层2后，将所述单层二维四方铁磁材料层3转移到所述第一绝缘层2的上表面，然后在所述单层二维四方铁磁材料层的两侧各制备第一电极层4和第二电极层5，最后在所述单层二维四方铁磁材料层3、第一电极层4和第二电极层5所在上表面依次制备第二绝缘层6和纳米导线层7，得到所述存储单元。

在本发明中，在所述衬底1的上表面沉积第二绝缘层2前，优选对所述衬底1依次进行清洗和干燥；本发明对所述清洗和干燥没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

本发明对所述沉积第一绝缘层2的方式和具体过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式和过程进行即可。

本发明对所述转移的方式的没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式进行即可。

在本发明中，制备所述的第一电极层4和第二电极层5的方法优选为采用掩膜板在所述二维四方铁磁材料层的两侧分别电镀第一电极层4和第二电极层5；本发明对所述电镀的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

或制备所述的第一电极层4和第二电极层5的方法优选为直接电镀第一电极层4和第二电极层5后，刻蚀去除所述二维四方铁磁材料层上的电极层，使所述第一电极层4和第二电极层5的间距为≥0.72nm。本发明对所述电镀和刻蚀的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

在本发明中，制备所述第二绝缘层的方法优选为原子层沉积法；本发明对所述原子层沉积法的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

在本发明中，制备所述纳米导线层7的方法优选为磁控溅射法；本发明对所述磁控溅射法的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

本发明还提供了一种调控存储单元识别存储数据的方法，所述调控的方法包括以下步骤：

将所述纳米导线层7通入脉冲电流产生磁场，改变所述二维四方铁磁材料层中二维四方铁磁材料的电子自旋方向，使二维四方铁磁材料的禁带宽度在0eV～1.2eV范围内变化；

在所述第一电极层4和第二电极层5之间施加0.1～500mV的电压，测量电流值，并通过电流值来识别所述存储单元的存储数据；

所述存储单元为上述技术方案所述的存储单元。

在本发明中，所述电压优选为1～5mV；本发明对所述方法的的温度条件没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的温度即可。在本发明的实施例中，所述温度优选为55K。

下面结合实施例对本发明提供的存储单元及调控存储单元的存储数据的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1～10

二维四方铁磁材料层的制备方法：

采用磁控溅射法，在石英衬底上沉积单层Fe原子层，得到Fe原子包覆的衬底；

将所述Fe原子包覆的衬底放置在防腐蚀的高压舱内，通入氯气至高压舱的压力升至10个大气压，升温至1000℃，反应2h，自然降温，采用机械剥离的方法将单层的二维四方铁磁材料从石英衬底上剥离，得到二维四方铁磁材料层；

存储单元的制备方法：

在衬底1清洗干净并干燥后，在所述衬底1上沉积第一绝缘层2，然后将制备得到的二维四方铁磁材料层转移至所述第一绝缘层2的上表面，采用磁控溅射法，使用掩膜板在在所述二维四方铁磁材料层的两侧分别电镀第一电极层4和第二电极层5，所述第一电极层4和第二电极层5的间距为5nm；采用原子层沉积法，在所述单层二维四方铁磁材料层3、第一电极层4和第二电极层5所在上表面制备第二绝缘层6；采用磁控溅射法，使用掩膜板在所述第二绝缘层6上电镀纳米导线层7，得到所述存储单元。

实施例1～10所述的存储单元各层的材料种类如表1所示：

表1实施例1～10所述的存储单元中各层的材料种类

其中，图2为本发明提供的二维四方铁磁材料的在呈现自旋向上和自旋向下的能带图，其中(a)为自旋向上的能带图，(b)为自旋向下的能带图；由图2可知，自旋向上的能带的带隙为0.827eV，自旋向下的能带表现出半金属的性质，在费米能级附近存在着一个交叉点。当纳米导线层中通入脉冲电流使得二维四方铁磁材料自旋向上时，其能带的带隙为0.827eV，相当于低电导率状态或者高电阻状态。当纳米导线层中通入脉冲电流使得二维四方铁磁材料呈现自旋向下的状态时，其能带的带隙为0eV，相当于一个高电导率状态或者低电阻状态。这两个高电阻状态和低电阻状态或者高电导率状态和低电导率状态可以用于二进制“0”、“1”数据的存储。

图3为本发明提供的二维四方铁磁材料在呈现自旋向下的状态能带图，其中，(a)为考虑自旋轨道耦合的能带图，(b)为不考虑自旋轨道耦合的能带图；由图3可知，所述二维四方铁磁材料在不考虑自旋轨道耦合时，在费米能级附近存在一个交叉点，当考虑自旋轨道耦合时，此交叉点打开了45.3meV的带隙。当纳米导线中通脉冲电流使得二维四方铁磁材料呈现自旋向下的状态时，考虑到二维四方铁磁材料自旋相互作用时，其能带的带隙为45.3meV，依然相当于一个低电阻状态。考虑自旋轨道耦合和不考虑自旋轨道耦合时能带的结构表明，自旋向下的状态可以是二维四方铁磁材料处于低电阻状态，能够用于二进制数据的存储。

实施例11

在55K的温度下，分别将实施例1～10所述存储单元的纳米导线层7通入脉冲电流产生磁场，改变所述二维四方铁磁材料层中二维四方铁磁材料的电子自旋方向，使二维四方铁磁材料的禁带宽度在0eV～1.2eV范围内变化；

在所述第一电极层4和第一电极层5之间施加5mV的电压，测量电流值，并通过电流值来识别所述存储单元的存储数据。

图5为本发明实施例1所述存储单元在55K温度下存储性能保持性的测试结果图，由图5可知，二维铁磁层自旋向上时第一电极和第二电极之间的电流较小，二维铁磁层自旋向下时第一电极和第二电极之间的电流较大，这两个不同的电流状态分别表示两个存储态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种二维四方铁磁材料，其特征在于，所述二维四方铁磁材料为FeCl，空间群为NO.129：P4/nmm，晶格参数为a＝b＝0.355nm，c＝1.826nm。

2.如权利要求1所述的二维四方铁磁材料，其特征在于，所述二维四方铁磁材料中Fe原子的缺失<1％，Cl原子的缺失<1％。

3.如权利要求1或2所述的二维四方铁磁材料，其特征在于，所述二维四方铁磁材料的应变值为-10％～10％；

所述二维四方铁磁材料的横向尺寸≥0.72nm；

所述横向尺寸中的横向方向与所述二维四方铁磁材料的晶格中a轴所在方向相同。

4.权利要求1～3任一项所述的二维四方铁磁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在衬底上沉积Fe原子层，得到Fe原子包覆的衬底；

在初始压力为8～12个大气压的条件下，将所述Fe原子包覆的衬底与氯气在950～1050℃反应后，去除衬底，得到所述二维四方铁磁材料。

5.一种存储单元，其特征在于，包括衬底(1)、第一绝缘层(2)、二维四方铁磁材料层(3)、第一电极层(4)、第二电极层(5)、第二绝缘层(6)和纳米导线层(7)；

所述二维四方铁磁材料层(3)、第一电极层(4)和第二电极层(5)位于同一层；所述第一电极层(4)和第二电极层(5)的间距≥0.72nm；

所述衬底(1)、第一绝缘层(2)、二维四方铁磁材料层(3)、第二绝缘层(6)和纳米导线层(7)依次层叠设置；

所述二维四方铁磁材料层(3)中的二维四方铁磁材料为权利要求1～3任一项所述的二维四方铁磁材料或由权利要求4所述的制备方法制备得到的二维四方铁磁材料。

6.如权利要求5所述的存储单元，其特征在于，所述第一绝缘层(2)和第二绝缘层(6)中的材料的禁带宽度与所述二维四方铁磁材料层中的二维四方铁磁材料的最大禁带宽度之比独立地≥2。

7.如权利要求1或5所述的存储单元，其特征在于，所述第一绝缘层(2)和第二绝缘层(6)的材料独立地为氧化铪、氧化硅、氮化硼、氧化钛、氧化铝、氧化镁、云母、钛酸锶、钛酸铅、钛酸钡、钛酸铋钠、铁酸铋、铁酸镥、氧化镓和氧化钡中的一种或几种。

8.如权利要求5所述的存储单元，其特征在于，所述第一电极层(4)和第二电极层(5)的材料独立地为石墨烯、掺杂石墨烯、金、银、铜、铁、铝、铂、镍、钛和锌中的一种或几种。

9.如权利要求5所述的存储单元，其特征在于，所述纳米导线层(7)的材料为石墨烯、掺杂石墨烯、金、银、铜、铁、铝、铂、镍、钛、锌、铜氧超导体、铁基超导体和硼化镁超导体中的一种或几种。

10.一种调控存储单元识别存储数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述纳米导线层(7)通入脉冲电流产生磁场，改变所述二维四方铁磁材料层(3)中二维四方铁磁材料的电子自旋方向，使二维四方铁磁材料的禁带宽度在0eV～1.2eV范围内变化；

在所述第一电极层(4)和第二电极层(5)之间施加0.1～500mV的电压，测量电流值，并通过电流值来识别所述存储单元的存储数据；

所述存储单元为权利要求5～9任一项所述的存储单元。

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