CN113921051A - 一种磁性赛道存储单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及存储器技术领域，尤指一种磁性赛道存储单元，包含：磁性纳米线赛道和写器件，所述磁性纳米线赛道设有磁畴，所述写器件包含绝缘层和金属导线，所述绝缘层将金属导线与磁性纳米线赛道隔开；当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据；其中，需要写入数据的磁畴界面处设有电场；这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而有效降低磁性赛道存储器单元的写电流和写功耗。
Description
技术领域
本发明涉及存储器技术领域，尤指一种磁性赛道存储单元。
背景技术
磁性赛道存储器(Racetrack Memory)是一种非易失型的存储器，由通过电路连接的磁性纳米线赛道以及相应的读器件和写器件组成。磁性纳米线赛道内可含有多个不同的磁畴，相邻磁畴通过磁畴壁分开。磁畴(壁)的排列方式代表了磁性纳米线赛道内存储的信息。通过写器件可将新的磁畴状态写入磁性纳米线赛道，而磁畴的排列方式可通过读器件读出，从而提取出所存储的信息。
磁性纳米线赛道中的磁畴可以在外加电流的作用下发生移动。当改变外加电流方向的时候，磁畴移动的方向也相应改变。因此，通过外加电流可驱动存储的磁畴图案沿着磁性纳米线赛道依次通过读器件或写器件，并对磁畴按位进行读取或写入操作。
为了保证磁性赛道存储器的非易失性，磁性纳米线赛道中的磁畴需要具有较高的翻转能量势垒，使得存储的数据能够保持长时间不发生丢失。然而，较高的翻转能量势垒也意味着在写入数据时需要消耗更高的能量，增大了功耗。
发明内容
为解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种磁性赛道存储单元，其能够降低写入数据时的电流和功耗。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种磁性赛道存储单元，包含：磁性纳米线赛道和写器件，所述磁性纳米线赛道设有磁畴，所述写器件包含绝缘层以及至少一根金属导线，所述绝缘层将金属导线与磁性纳米线赛道隔开；
当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据；其中，需要写入数据的磁畴界面处设有电场。
优选的，所述写器件包含金属导线、绝缘层和金属电极，所述绝缘层将金属电极与磁性纳米线赛道隔开；
当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据；在执行写操作时，在金属电极和磁性纳米线赛道之间外加电压，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。
优选的，所述写器件包含金属导线、第一绝缘层、第二绝缘层和金属电极，第一绝缘层将金属导线与磁性纳米线赛道隔开，第二绝缘层将金属电极与磁性纳米线赛道隔开；
当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据。
优选的，所述写器件包含第一金属导线、第一绝缘层、第二金属导线和第二绝缘层，第一绝缘层将第一金属导线与磁性纳米线赛道隔开，第二绝缘层将第二金属导线与磁性纳米线赛道隔开；当第一金属导线和第二金属导线同时或分别通电时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据。
优选的，所述磁性纳米线赛道包含种子层、磁性层和覆盖层，所述磁性层包含若干磁性薄膜和若干非磁性薄膜，各所述磁性薄膜之间由所述非磁性薄膜隔开。
优选的，所述磁性薄膜包括合金和/或多层膜结构，所述合金和多层膜结构包括以下至少一种元素：Co、Fe、Ni、Gd、Te、Pt、Pd、B、Al、Si。
优选的，所述非磁性薄膜包括合金和/或多层膜结构，所述合金和多层膜结构包括以下至少一种元素：Ru、Ir、Rh、Re、Os、Mo、Ta、W、Ti、Cr、Hf、Nb、Zr、Pt、Pd、Al、Mg、V、Bi、Se、Te、Sb、Au。
优选的，每一所述写器件与一个所述磁性纳米线赛道配合工作。
优选的，每一所述写器件与若干个所述磁性纳米线赛道配合工作。
优选的，所述磁性赛道存储单元包括读器件，所述读器件通过读取所述磁畴的磁化方向来读取存储的数据。
本发明的有益效果在于：
本发明包含：磁性纳米线赛道和写器件，所述磁性纳米线赛道设有磁畴，所述写器件包含绝缘层和金属导线，所述绝缘层将金属导线与磁性纳米线赛道隔开；当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据；其中，需要写入数据的磁畴界面处设有电场；这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而有效降低磁性赛道存储器单元的写电流和写功耗。
附图说明
图1是本发明中磁性赛道存储器单元的示意图。
图2是本发明中磁性赛道存储器单元的示意图。
图3是本发明中磁性赛道存储器单元的示意图。
图4是本发明中磁性赛道存储器单元的示意图。
图5是本发明中磁性赛道存储器单元的示意图。
图6(a－b)是本发明中磁性赛道存储器单元写器件的示意图。
图7是本发明中磁性赛道存储器单元写器件的示意图。
图8(a－c)是本发明中磁性赛道存储器单元写器件的示意图。
图9(a－d)是本发明中磁性赛道存储器单元写器件的示意图。
具体实施方式
本发明关于一种磁性赛道存储单元，包含：磁性纳米线赛道和写器件，所述磁性纳米线赛道设有磁畴，所述写器件包含绝缘层以及至少一根金属导线，所述绝缘层将金属导线与磁性纳米线赛道隔开；
当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据；其中，需要写入数据的磁畴界面处设有电场。
在上述方案中，在执行写操作时，通过外加电压的方式在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场；当不需要进行写操作时，所述外加电压降低或为零；其中，所述外加电压由所述磁性赛道存储器单元中的驱动电路提供。
优选的，所述写器件包含金属导线、绝缘层和金属电极，所述绝缘层将金属电极与磁性纳米线赛道隔开；
当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据；在执行写操作时，在金属电极和磁性纳米线赛道之间外加电压，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。
优选的，所述写器件包含金属导线、第一绝缘层、第二绝缘层和金属电极，第一绝缘层将金属导线与磁性纳米线赛道隔开，第二绝缘层将金属电极与磁性纳米线赛道隔开；
当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据。
优选的，所述写器件包含第一金属导线、第一绝缘层、第二金属导线和第二绝缘层，第一绝缘层将第一金属导线与磁性纳米线赛道隔开，第二绝缘层将第二金属导线与磁性纳米线赛道隔开；当第一金属导线和第二金属导线同时或分别通电时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据。
优选的，所述磁性纳米线赛道包含种子层、磁性层和覆盖层，所述磁性层包含若干磁性薄膜和若干非磁性薄膜，各所述磁性薄膜之间由所述非磁性薄膜隔开。
优选的，所述磁性薄膜包括合金和/或多层膜结构，所述合金和多层膜结构包括以下至少一种元素：Co、Fe、Ni、Gd、Te、Pt、Pd、B、Al、Si。
优选的，所述非磁性薄膜包括合金和/或多层膜结构，所述合金和多层膜结构包括以下至少一种元素：Ru、Ir、Rh、Re、Os、Mo、Ta、W、Ti、Cr、Hf、Nb、Zr、Pt、Pd、Al、Mg、V、Bi、Se、Te、Sb、Au。
优选的，每一所述写器件与一个所述磁性纳米线赛道配合工作。
优选的，每一所述写器件与若干个所述磁性纳米线赛道配合工作。
优选的，所述磁性赛道存储单元包括读器件，所述读器件通过读取所述磁畴的磁化方向来读取存储的数据。
本发明的优点：本发明能够有效降低磁性赛道存储器的写电流和写功耗，同时不影响其数据的长期保持能力。
以下通过具体的实施例对本发明的内容进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于以下的实施例：
实施例1
如图1所示，磁性赛道存储器单元10由磁性纳米线赛道100、写器件200、读器件300组成。磁性纳米线赛道100呈现“U”形。磁性纳米线赛道100的磁化方向可以是垂直于薄膜表面，或平行于薄膜表面，或与薄膜表面形成任意角度。读器件300可以与磁性纳米线赛道100构成磁性隧道结(MTJ)结构。其中磁性纳米线赛道100内的磁畴构成“读MTJ”的一个磁性电极，读器件300则包含读MTJ的隧穿势垒层及第二个磁性电极。当磁性纳米线赛道100内的磁畴磁化方向发生改变时，读MTJ的电阻值发生变化，可通过该电阻值的变化来读取存储的信息。读器件300也可以是一个独立的磁性传感器，与磁性纳米线赛道100可以有或没有直接的电接触，通过感知磁畴(壁)产生的磁场来读取存储的信息。写器件200包含一根金属导线，当电流通过金属导线200时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道100中磁畴方向的改变，从而写入数据。每一个磁性纳米线赛道100可以有一个单独的写器件200，也可以由多个磁性纳米线赛道共享一个写器件200。为保证磁性赛道存储器的非易失性，存储信息的磁畴需要具备较高的各向异性能。为了降低写操作时所需的电流及功耗，在执行写操作时，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而达到减小写电流和写功耗的目的。
当不需要进行写入操作时，在磁畴界面处建立的外加电场较小或为零，不足以显著改变磁畴的各向异性能，磁畴具备较高的各向异性能，因而能够长时间保持数据而不丢失。写器件210和读器件310可位于磁性纳米线赛道110的顶部、侧面、或底部。
实施例2
如图2所示，磁性赛道存储器单元11由磁性纳米线赛道110、写器件210、读器件310组成。磁性纳米线赛道110呈现“U”形。磁性纳米线赛道110的磁化方向可以是垂直于薄膜表面，或平行于薄膜表面，或与薄膜表面形成任意角度。磁性纳米线赛道110包含种子层13000、磁性层12000和覆盖层11000等多层材料。磁性层12000可以包含多层磁性及非磁性薄膜。各磁性薄膜之间可以由不同的非磁性薄膜隔开，并存在相互交换耦合作用。一种常见的相互交换耦合作用存在于人工反铁磁(SAF)结构中。在这一结构中，相邻近的磁性薄膜通过彼此之间的非磁性薄膜(如Ru、Ir、Rh、Re、Os等)发生交换耦合，从而实现相邻近磁性薄膜磁矩方向的反向排列。另一种常见的相互交换耦合作用存在于人工铁磁结构中。在这一结构中，相邻近的磁性薄膜通过彼此之间的非磁性薄膜(如Ru、Ir、Rh、Re、Os、Mo、Ta、W、Ti、Cr、Hf、Nb、Zr、Pt、Pd、Al、Mg、V等)发生交换耦合，从而实现相邻近磁性薄膜磁矩方向的同向排列。磁性纳米线赛道110中的磁性层12000与种子层13000、覆盖层11000之间可能存在交换偏置作用、自旋霍尔效应、DM相互作用，Rashba效应中的一种或多种作用或效应。在外加电流的作用下，上述各作用或效应中的一种或多种可与电流产生的自旋转移扭矩(STT)效应一起影响磁性纳米线赛道110内磁畴的移动方式。读器件310可以与磁性纳米线赛道110构成读MTJ结构。其中磁性纳米线赛道110内的磁畴构成读MTJ的一个磁性电极，读器件310则包含读MTJ的隧穿势垒层及第二个磁性电极。当磁性纳米线赛道110内的磁畴磁化方向发生改变时，读MTJ的电阻值发生变化，可通过该电阻值的变化读取存储的信息。读器件310也可以是一个独立的磁性传感器，与磁性纳米线赛道110可以有或没有直接的电接触，通过感知磁畴(壁)产生的磁场来读取存储的信息。写器件包含一根金属导线210，当电流通过导线210时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道110中磁畴方向的改变，从而写入数据。每一个磁性纳米线赛道110可以有一个单独的写器件210，也可以由多个磁性纳米线赛道共享一个写器件210。为保证磁性赛道存储器的非易失性，存储信息的磁畴需要具备较高的各向异性能。为了降低写操作时所需的电流及功耗，在执行写操作时，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而达到减小写电流和写功耗的目的。当不需要进行写入操作时，在磁畴界面处建立的外加电场较小或为零，不足以显著改变磁畴的各向异性能，磁畴具备较高的各向异性能，因而能够长时间保持数据而不丢失。写器件210和读器件310可位于磁性纳米线赛道110的顶部、侧面、或底部。
实施例3
如图3所示，磁性赛道存储器单元12由磁性纳米线赛道120、写器件220、读器件320组成。磁性纳米线赛道120呈现多个“U”连接在一起的形状。磁性纳米线赛道120的磁化方向可以是垂直于薄膜表面，或平行于薄膜表面，或与薄膜表面形成任意角度。读器件320可以与磁性纳米线赛道120构成读MTJ结构。其中磁性纳米线赛道120内的磁畴构成读MTJ的一个磁性电极，读器件320则包含读MTJ的隧穿势垒层及第二个磁性电极。当磁性纳米线赛道120内的磁畴磁化方向发生改变时，读MTJ的电阻值发生变化，可通过该电阻值的变化来读取存储的信息。读器件320也可以是一个独立的磁性传感器，与磁性纳米线赛道120可以有或没有直接的电接触，通过感知磁畴(壁)产生的磁场来读取存储的信息。写器件220包含一根金属导线，当电流通过金属导线220时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道120中磁畴方向的改变，从而写入数据。每一个磁性纳米线赛道120可以有一个单独的写器件220，也可以由多个磁性纳米线赛道共享一个写器件220。为保证磁性赛道存储器的非易失性，存储信息的磁畴需要具备较高的各向异性能。为了降低写操作时所需的电流及功耗，在执行写操作时，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而达到减小写电流和写功耗的目的。当不需要进行写入操作时，在磁畴界面处建立的外加电场较小或为零，不足以显著改变磁畴的各向异性能，磁畴具备较高的各向异性能，因而能够长时间保持数据而不丢失。写器件220和读器件320可位于磁性纳米线赛道120的顶部、侧面、或底部。
实施例4
如图4所示，磁性赛道存储器单元13由磁性纳米线赛道130、写器件230、读器件330组成。磁性纳米线赛道130呈现“U”形。磁性纳米线赛道130的磁化方向可以是垂直于薄膜表面，或平行于薄膜表面，或与薄膜表面形成任意角度。磁性纳米线赛道130内包含多个磁畴，如磁畴430和431。读器件330可以与磁性纳米线赛道130构成读MTJ结构。其中磁性纳米线赛道130内的磁畴431构成读MTJ的一个磁性电极，读器件330则包含读MTJ的隧穿势垒层及第二个磁性电极。当磁性纳米线赛道130内的磁畴431的磁化方向发生改变时，读MTJ的电阻值发生变化，可通过该电阻值的变化来读取存储的信息。读器件330也可以是一个独立的磁性传感器，与磁性纳米线赛道130可以有或没有直接的电接触，通过感知磁畴(壁)产生的磁场来读取存储的信息。写器件230包含一根金属导线，当电流通过金属导线230时，电流产生的磁场引起磁畴430磁矩方向的改变，从而写入数据。每一个磁性纳米线赛道130可以有一个单独的写器件230，也可以由多个磁性纳米线赛道共享一个写器件230。为保证磁性赛道存储器的非易失性，存储信息的磁畴需要具备较高的各向异性能。为了降低写操作时所需的电流及功耗，在执行写操作时，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而达到减小写电流和写功耗的目的。当不需要进行写入操作时，在磁畴界面处建立的外加电场较小或为零，不足以显著改变磁畴的各向异性能，磁畴具备较高的各向异性能，因而能够长时间保持数据而不丢失。写器件230和读器件330可位于磁性纳米线赛道130的顶部、侧面、或底部。磁性纳米线赛道130内的相邻磁畴可以具有相同的磁矩方向，如磁畴432和433。
实施例5
如图5所示，磁性赛道存储器单元14由磁性纳米线赛道140、写器件240、读器件340组成。磁性纳米线赛道140呈现“U”形。磁性纳米线赛道140的磁化方向可以是垂直于薄膜表面，或平行于薄膜表面，或与薄膜表面形成任意角度。磁性纳米线赛道140内包含多个磁畴，如磁畴440和441。当外加电流9000从磁性纳米线赛道340中流过时，磁畴可沿着磁性纳米线赛道340发生整体移动，移动的方向与电流的方向有关。读器件340可以与磁性纳米线赛道140构成读MTJ结构。其中磁性纳米线赛道140内的磁畴441构成读MTJ的一个磁性电极，读器件340则包含读MTJ的隧穿势垒层及第二个磁性电极。当磁性纳米线赛道140内的磁畴441的磁化方向发生改变时，读MTJ的电阻值发生变化，可通过该电阻值的变化来读取存储的信息。读器件340也可以是一个独立的磁性传感器，与磁性纳米线赛道140可以有或没有直接的电接触，通过感知磁畴(壁)产生的磁场来读取存储的信息。写器件240包含一根金属导线，当电流通过金属导线240时，电流产生的磁场引起磁畴440磁矩方向的改变，从而写入数据。每一个磁性纳米线赛道140可以有一个单独的写器件240，也可以由多个磁性纳米线赛道共享一个写器件240。为保证磁性赛道存储器的非易失性，存储信息的磁畴需要具备较高的各向异性能。为了降低写操作时所需的电流及功耗，在执行写操作时，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而达到减小写电流和写功耗的目的。当不需要进行写入操作时，在磁畴界面处建立的外加电场较小或为零，不足以显著改变磁畴的各向异性能，磁畴具备较高的各向异性能，因而能够长时间保持数据而不丢失。写器件240和读器件340可位于磁性纳米线赛道140的顶部、侧面、或底部。
实施例6
图6(a)为磁性赛道存储器单元写器件的示意图。写器件包含一根金属导线2000和绝缘层3000。绝缘层3000将金属导线2000与磁性纳米线赛道1000隔开。当电流8000通过金属导线2000时，电流8000产生的磁场引起磁性纳米线赛道1000中磁畴磁化方向的改变。每一个磁性纳米线赛道1000可以有一个单独的写器件，也可以由多个磁性纳米线赛道共享一个写器件。图6(b)为磁性赛道存储器单元写器件的剖面示意图。在执行写操作时，在金属导线2000和磁性纳米线赛道1000之间外加电压，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而达到减小写电流和写功耗的目的。当不需要进行写入操作时，金属导线2000和磁性纳米线赛道1000之间的外加电场较小或为零，不足以显著改变磁畴的各向异性能，磁畴具备较高的各向异性能，因而能够长时间保持数据而不丢失。
实施例7
图7为磁性赛道存储器单元写器件的剖面示意图。写器件包含一根金属导线2100、绝缘层3100和金属电极4100。绝缘层3100将金属电极4100与磁性纳米线赛道1100隔开。当电流8100通过金属导线2100时，电流8100产生的磁场引起磁性纳米线赛道1100中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据。每一个磁性纳米线赛道1100可以有一个单独的写器件，也可以由多个磁性纳米线赛道共享一个写器件。在执行写操作时，在金属电极4100和磁性纳米线赛道1100之间外加电压，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而达到减小写电流和写功耗的目的。当不需要进行写入操作时，金属电极4100和磁性纳米线赛道1100之间的外加电场较小或为零，不足以显著改变磁畴的各向异性能，磁畴具备较高的各向异性能，因而能够长时间保持数据而不丢失。
实施例8
图8(a－b)为磁性赛道存储器单元写器件的剖面示意图。写器件包含一根金属导线2200、绝缘层3200、绝缘层3210和金属电极4200。绝缘层3200将金属导线2200与磁性纳米线赛道1200隔开。绝缘层3210将金属电极4200与磁性纳米线赛道1200隔开。当电流8200通过金属导线2200时，电流8200产生的磁场引起磁性纳米线赛道1200中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据。每一个磁性纳米线赛道1200可以有一个单独的写器件，也可以由多个磁性纳米线赛道共享一个写器件。在执行写操作时，在金属电极4200和磁性纳米线赛道1200之间外加电压(图8(a))，或金属电极4200和金属导线2200之间外加电压(图8(b))，或金属电极4200和磁性纳米线赛道1200之间以及金属导线2200和磁性纳米线赛道1200之间同时分别外加电压(图8(c))，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而达到减小写电流和写功耗的目的。当不需要进行写入操作时，金属电极4200和磁性纳米线赛道1200之间，或金属电极4200和金属导线2200之间，或金属电极4200和磁性纳米线赛道1200之间以及金属导线2200和磁性纳米线赛道1200之间的外加电场较小或为零，不足以显著改变磁畴的各向异性能，磁畴具备较高的各向异性能，因而能够长时间保持数据而不丢失。
实施例9
图9(a－d)为磁性赛道存储器单元写器件的剖面示意图。写器件包含金属导线2300、绝缘层3300、金属导线2310和绝缘层3310。绝缘层3300将金属导线2300与磁性纳米线赛道1300隔开。绝缘层3310将金属导线2310与磁性纳米线赛道1300隔开。当电流8300和8310分别或同时通过金属导线2300和2310时，电流8300和8310产生的磁场引起磁性纳米线赛道1300中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据。每一个磁性纳米线赛道1300可以有一个单独的写器件，也可以由多个磁性纳米线赛道共享一个写器件。在执行写操作时，在金属导线2310和磁性纳米线赛道1300之间外加电压(图9(a))，或金属导线2300和磁性纳米线赛道1300之间外加电压(图9(b))，或金属导线2300和2310之间外加电压(图9(c))，或金属导线2300、2310和磁性纳米线赛道1300之间分别外加电压(图9(d))，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。这一电场能够引起磁性材料特性的变化，降低磁畴的各向异性能，从而达到减小写电流和写功耗的目的。当不需要进行写入操作时，在金属导线2310和磁性纳米线赛道1300之间，或金属导线2300和磁性纳米线赛道1300之间，或金属导线2300和2310之间，或金属导线2300、2310和磁性纳米线赛道1300之间施加的外加电场较小或为零，不足以显著改变磁畴的各向异性能，磁畴具备较高的各向异性能，因而能够长时间保持数据而不丢失。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种磁性赛道存储单元，其特征在于，包含：磁性纳米线赛道和写器件，所述磁性纳米线赛道设有磁畴，所述写器件包含绝缘层以及至少一根金属导线，所述绝缘层将金属导线与磁性纳米线赛道隔开；
当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据；其中，需要写入数据的磁畴界面处设有电场。
2.根据权利要求1所述的一种磁性赛道存储单元，其特征在于：所述写器件包含金属导线、绝缘层和金属电极，所述绝缘层将金属电极与磁性纳米线赛道隔开；
当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据；在执行写操作时，在金属电极和磁性纳米线赛道之间外加电压，在需要写入数据的磁畴界面处建立外加电场。
3.根据权利要求1所述的一种磁性赛道存储单元，其特征在于：所述写器件包含金属导线、第一绝缘层、第二绝缘层和金属电极，第一绝缘层将金属导线与磁性纳米线赛道隔开，第二绝缘层将金属电极与磁性纳米线赛道隔开；
当电流通过金属导线时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据。
4.根据权利要求1所述的一种磁性赛道存储单元，其特征在于：所述写器件包含第一金属导线、第一绝缘层、第二金属导线和第二绝缘层，第一绝缘层将第一金属导线与磁性纳米线赛道隔开，第二绝缘层将第二金属导线与磁性纳米线赛道隔开；当第一金属导线和第二金属导线同时或分别通电时，电流产生的磁场引起磁性纳米线赛道中磁畴磁化方向的改变，从而写入数据。
5.根据权利要求1所述的一种磁性赛道存储单元，其特征在于：所述磁性纳米线赛道包含种子层、磁性层和覆盖层，所述磁性层包含若干磁性薄膜和若干非磁性薄膜，各所述磁性薄膜之间由所述非磁性薄膜隔开。
6.根据权利要求5所述的一种磁性赛道存储单元，其特征在于：所述磁性薄膜包括合金和/或多层膜结构，所述合金和多层膜结构包括以下至少一种元素：Co、Fe、Ni、Gd、Te、Pt、Pd、B、Al、Si。
7.根据权利要求5所述的一种磁性赛道存储单元，其特征在于：所述非磁性薄膜包括合金和/或多层膜结构，所述合金和多层膜结构包括以下至少一种元素：Ru、Ir、Rh、Re、Os、Mo、Ta、W、Ti、Cr、Hf、Nb、Zr、Pt、Pd、Al、Mg、V、Bi、Se、Te、Sb、Au。
8.根据权利要求1－7任一项所述的一种磁性赛道存储单元，其特征在于：每一所述写器件与一个所述磁性纳米线赛道配合工作。
9.根据权利要求1－7任一项所述的一种磁性赛道存储单元，其特征在于：每一所述写器件与若干个所述磁性纳米线赛道配合工作。
10.根据权利要求1所述的一种磁性赛道存储单元，其特征在于：所述磁性赛道存储单元包括读器件，所述读器件通过读取所述磁畴的磁化方向来读取存储的数据。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110988851.1A CN113921051A (zh) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | 一种磁性赛道存储单元 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110988851.1A CN113921051A (zh) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | 一种磁性赛道存储单元 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113921051A true CN113921051A (zh) | 2022-01-11 |
Family
ID=79233156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110988851.1A Pending CN113921051A (zh) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | 一种磁性赛道存储单元 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113921051A (zh) |
-
2021
- 2021-08-26 CN CN202110988851.1A patent/CN113921051A/zh active Pending
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