DE10036356C2 - Magnetic thin film device - Google Patents

Magnetic thin film device

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DE10036356C2 DE2000136356 DE10036356A DE10036356C2 DE 10036356 C2 DE10036356 C2 DE 10036356C2 DE 2000136356 DE2000136356 DE 2000136356 DE 10036356 A DE10036356 A DE 10036356A DE 10036356 C2 DE10036356 C2 DE 10036356C2
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Dünnschichtbauelement, das sich insbesondere für eine bzgl. der Stromdurchlaßrichtung umschaltbare Diode und daraus aufgebauter frei programmierbarer logischer Arrays einsetzen läßt. The invention relates to a magnetic thin film device, which can be used in particular for a related. Stromdurchlaßrichtung the switchable diode and therefrom constructed freely programmable logic arrays. Die Aufgabe, ein solches Bauelement anzugeben, das einerseits kompatibel zu bekannten Halbleiteranordnungen und -technologien sind und eine hohe Integrationsdichte ermöglichen und andererseits eine hohe Langzeitstabilität aufweisen soll, wird dadurch gelöst, daß Magnetisches Dünnschichtbauelement, bestehend aus zumindest drei magnetischen Teilschichten, die voneinander magnetisch isoliert angeordnet sind, wobei den magnetischen Teilschichten unterschiedliche Magnetisierungsrichtungen derart ausgeprägt sind, daß die Magnetisierungsrichtungen in den drei magnetischen Teilschichten untereinander jeweils stets orthogonal ausgerichtet sind, wobei Mittel vorgesehen sind, die die Magnetisierungsrichtung wenigstens einer der magnetischen Teilschichten in die entgegengesetzte Richtung umzukehren gestatten und die jeweils äußersten magnetischen Teilschichten mit einer elektrischen Kontaktierung versehen sind. The object is to provide such a device which on the one hand compatible with known semiconductor devices and technologies, and allow a high integration density and on the other hand should have a high long-term stability is achieved by providing magnetic thin film device, comprising at least three magnetic sub-layers, the mutually magnetically isolated are arranged, whereby the magnetic sub-layers different magnetization directions are so pronounced that the magnetization directions to each other in each case always oriented orthogonally in the three magnetic sub-layers, wherein means are provided which allow to reverse the magnetization direction of at least one of the magnetic sub-layers in the opposite direction and the respective outermost magnetic sub-layers are provided with an electrical contact.

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Dünnschichtbauelement, das sich insbesondere für eine bzgl. der Stromdurchlaßrichtung umschaltbare Diode und daraus aufgebauter frei programmierbarer logischer Arrays einsetzen läßt. The invention relates to a magnetic thin film device, which can be used in particular for a related. Stromdurchlaßrichtung the switchable diode and therefrom constructed freely programmable logic arrays.

Derzeit bekannte frei programmierbare logische Gate-Arrays benötigen für die Umschaltgatter Halbleiterbauelemente, die mit Hilfe eines gespeicherten Ladungszustandes die Funktion der Gatter festlegen. Currently known programmable logic gate arrays need for switching gate semiconductor components that determine using a stored charge condition, the function of the gate. Dafür werden ferroelektrische Substanzen verwendet, die prinzipiell in der Lagen sind, eine Ladung über lange Zeit zu speichern und damit einen definierten Zustand stabil zu halten. For that ferroelectric materials are used, which are in principle documents to store a charge for a long time, thereby keeping a defined state stable. Nachteil derartiger Anordnungen ist zum einen, daß es bei einer Umprogrammierung zu mechanischen Belastungen der Speicherschicht kommt, was zur Folge hat, daß die Zahl der Umschaltzyklen deutlich begrenzt ist. Disadvantage of such arrangements is the one that occurs at a reprogramming to mechanical loads of the storage layer, with the result that the number of switching cycles is significantly limited. Darüber hinaus werden für langzeitstabile Speicherelemente große Ladungsmengen und damit große Flächen benötigt, was wiederum die Integrationsdichte derartiger Bauelemente beschränkt. In addition, large amounts of charge and thus large areas are needed for long-term stable storage elements, which in turn limits the integration density of such devices.

Weiterhin sind magnetische Dünnschichtbauelemente, die vorzugsweise als Magnetfeldsensoren Verwendung finden, und die mehrere magnetische Schichten beinhalten bspw. aus DE 197 01 509 A1; Further, magnetic thin film devices that are preferably used as magnetic field sensors use, and the plurality of magnetic layers include, for example, from DE 197 01 509 A1. DE 42 43 358 A1; DE 42 43 358 A1; US 5,705,973; US 5,705,973; US 5,635,835; US 5,635,835; US 5,677,625 und JP 08-088 424 A bekannt. US 5,677,625 and JP 08-088424 A. Ferner wird in JP 09-092 905 A beschrieben, daß in Mehrlagenschichten durch Nutzung von inneren mechanischen Spannungen in Kombination mit der Magnetostriktion die Richtung der Magnetisierung ausschließlich in der Schichtebene der Einzellagen wahlfrei einstellbar ist. Further, in JP 09-092905 A describes that in multilayer coatings through the use of internal mechanical stresses in combination with the magnetostriction the direction of magnetization is optional adjustable exclusively in the layer plane of the individual layers. Vorstehend genannte Schriften geben jedoch keinen Hinweis auf vorliegende Erfindung. but above writings give no indication of present invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, magnetische Dünnschichtbauelemente vorzuschlagen, die einerseits kompatibel zu bekannten Halbleiteranordnungen und -technologien sein sollen und eine hohe Integrationsdichte ermöglichen. The invention has the object to provide magnetic thin-film components, which should be on the one hand compatible with known semiconductor devices and technologies, and allow a high integration density. Andererseits sollen diese Dünnschichtbauelemente eine hohe Langzeitstabilität aufweisen und damit alle Effekte, die zum Ermüdungsverhalten nach dem Stand der Technik vergleichbarer ferroelektrischer Anordnungen führen, vermeiden. On the other hand, these thin film devices are to have a high long-term stability, and therefore all effects leading to avoid the fatigue behavior of the prior art ferroelectric comparable assemblies.

Die Erfindung nutzt die Abhängigkeit des Widerstandes eines Schichtsystems, bestehend aus ferro- und nichtferromagnetischen Schichten. The invention utilizes the dependence of the resistance of a layer system consisting of ferromagnetic and non-ferromagnetic layers. Der elektrische Widerstand einer solchen Anordnung ist groß, wenn die Richtung der Magnetisierung benachbarter Magnetschichten antiparallel ist und klein, wenn die Richtung der Magnetisierung benachbarter Magnetschichten parallel ist. The electrical resistance of such an arrangement is large when the direction of magnetization of adjacent magnetic layers is anti-parallel and small when the direction of magnetization of adjacent magnetic layers is parallel. Dies wird schon für magnetoresistive Sensoren sowie potentiell für MRAMs (magnetischer RAM) ausgenutzt. This is utilized already for magnetoresistive sensors, and potentially for MRAM (magnetic RAM). Dabei tritt der genannte Effekt auf, wenn der Strom sowohl in CIP (Current in-plane) als auch in CPP (Current perpendicular plane) fließt. Here, the aforementioned effect occurs when the current in both CIP (Current In-Plane) and in CPP (Current Perpendicular plane) flows. Die vorliegende Erfindung bedient sich eines weiteren Effektes, nämlich der Drehung der Richtung des Spins eines Elektrons beim Durchgang durch eine ferromagnetische Schicht, so wie es von Oberli et al. The present invention makes use of a further effect, namely the rotation of the direction of the spin of an electron when passing through a ferromagnetic layer, as of Oberli et al. (Phys. Rev. Lett. 81 ( 1998 ) 4228-4231), für spinpolarisierte Elektronen, die im Vakuum erzeugt werden und deren Transmission durch eine freitragende ferromagnetische Schicht bestimmt wurde, beschrieben ist. (Rev. Phys. Lett. 81 (1998) 4228-4231), for spin-polarized electrons that are generated in vacuo and whose transmission was determined by a cantilevered ferromagnetic layer is described. Diese Drehung tritt genau dann auf, wenn die Richtung des Spins des Elektrons senkrecht auf der Richtung der Magnetisierung einer ferromagnetischen Schicht steht. This rotation occurs exactly when the direction of the spin of the electron is perpendicular to the direction of magnetization of a ferromagnetic layer. Bei dem Durchgang der Elektronen tritt eine linear von der Länge des Weges abhängige Drehung auf, die bei Cobalt etwa 90° bezogen auf 6 µm Schichtdicke beträgt. In the passage of the electrons a linearly dependent on the length of the path rotation occurs, which is based on cobalt about 90 ° at 6 .mu.m thickness. Diese Drehung soll in einem erfindungsgemäßen Dünnschichtbauelement, bestehend aus zumindest drei magnetischen Teilschichten, die durch nichtmagnetische Schichten getrennt sind, zur praktischen Anwendung gelangen. This rotation is to move in a thin film device according to the invention, consisting of at least three magnetic sub-layers which are separated by non-magnetic layers for practical use. Die Funktion der nichtmagnetischen Schichten 4 , 5 besteht ausschließlich darin, eine direkte magnetische Wechselwirkung zwischen den magnetischen Teilschichten 1 , 2 , 3 auszuschließen, dh die Richtungen der Magnetisierungen m1, m2, m3 wahlfrei einstellen zu können. The function of the non-magnetic layers 4, 5 is only to exclude a direct magnetic interaction between the magnetic sub-layers 1, 2, 3, that is, the directions of the magnetizations of m1, m2, m3 to adjust optional. Sie müssen außerdem gewährleisten, daß die Richtung des Spins der Elektronen, die in diese Schichten aus den ferromagnetischen Teilschichten eintreten, während des Durchlaufens nicht geändert wird. They must also ensure that the direction of the spins of the electrons entering into these layers of the ferromagnetic sublayers is not changed during the passage. Dies kann einerseits dadurch gewährleistet werden, daß diese Schichten ultradünn sind. This may on one hand be ensured by the fact that these layers are ultra-thin. Dies bedeutet z. This means, for. B. für Isolatorschichten typische Dicken zwischen 1-3 nm. Analoges gilt für gut leitfähige metallische Schichten. B. insulator layers for typical thicknesses of between 1-3 nm. The same applies for conductive metallic layers. Je nach Material (z. B. Cu, Ag, Au) sollte hier die Dicke zwischen 1-6 nm liegen. Depending on the material (eg., Cu, Ag, Au) should here lie between the thickness of 1-6 nm. Bei Verwendung halbleitender Schichten kann sie aber auch deutlich größer sein (5- 1000 nm), wenn durch z. However, when using semiconducting layers, it may also be significantly larger (5-1000 nm), if by z. B. eine sehr hohe Beweglichkeit und niedrige Elektronendichte ein ballistischer Transport über große Wegstrecken erreicht werden kann, z. As a very high mobility and low electron density ballistic transport over long distances can be achieved, for example. B. in Form eines 2DEG (2dim. Elektronengas). B. in the form of a 2DEG (2dim. Electron gas). Im Rahmen der Erfindung kommen bei der Betrachtung eines einzelnen Bauelements mindestens drei magnetische Teilschichten 1 , 2 , 3 . In the context of the invention are used in the observation of a single component part at least three magnetic layers 1, 2; 3. zum Einsatz. for use. Dabei zeigen die Fig. 1, 2 und 4 stark schematisiert unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten der vorgesehenen magnetischen Teilschichten. In this case, 1, Figs. 2 and 4, highly schematic, different possible arrangements of the intended magnetic sublayers. Die erste und nach außen mit einer elektrischen Kontaktierung 6 versehene ferromagnetische Teilschicht 1 ist für die Injektion eines hinreichend stark polarisierten Stromes verantwortlich, die durch eine unterschiedliche Dichte der Elektronen, deren Spin parallel bzw. antiparallel zur homogenen Magnetisierung m1 der Schicht verursacht wird. The first and externally provided with an electrical contact 6 ferromagnetic sublayer 1 is responsible for the injection of a sufficiently strong polarized current obtained by a different density of electrons whose spin is caused parallel or anti-parallel to the homogeneous magnetization m1 of the layer. Die zweite ferromagnetische Teilschicht 2 , deren Magnetisierung m2 senkrecht zur Magnetisierung m1 der ersten Teilschicht 1 aufgeprägt ist, bewirkt die Drehung der Richtung des Spins, und zwar senkrecht zur Magnetisierungsrichtung m2 dieser Teilschicht und senkrecht zur Ausgangsspinrichtung des polarisierten Stromes. The second ferromagnetic sub-layer 2, the magnetization is m2 imprinted perpendicular to the magnetization M1 of the first part of layer 1, causes the rotation of the direction of the spin, perpendicular to the magnetization direction m2 of these partial layer and perpendicular to the output direction of spin polarized current. Die Dicke dieser zweiten Teilschicht ist so zu wählen (z. B. für Co ca. 6 nm), daß die Drehung der Richtung des Spins 90° beträgt. The thickness of this second sub-layer is to be chosen so (eg. B. Co for about 6 nm), the rotation of the direction of the spin is 90 °. Die Richtung der Magnetisierung m3 der dritten ferromagnetischen Teilschicht 3 ist derart aufgeprägt, daß sie wiederum senkrecht zur Richtung der Magnetisierung der ersten und der zweiten Teilschicht 1 , 2 steht. The direction of magnetization M3 of the third ferromagnetic sublayer 3 is embossed such that they in turn is perpendicular to the direction of magnetization of the first and the second sublayer 1; 2. Dadurch ergibt sich, daß der Spin der polarisierten Elektronen beim Eintritt in die dritte magnetische Teilschicht entweder parallel oder antiparallel zur Richtung der Magnetisierung in dieser Teilschicht steht. This results in that the spin of the polarized electrons at the entry in the third magnetic sublayer is either parallel or anti-parallel to the direction of magnetization in this sub-layer. Je nach paralleler oder antiparalleler Stellung ergibt sich damit ein hoher oder niedriger elektrischer Widerstand des gesamten, die magnetischen Teilschichten 1 , 2 , 3 beinhaltenden Schichtsystems. Depending on parallel or antiparallel position, this results in a high or low electrical resistance of the whole, the magnetic sub-layers 1, 2, 3 inclusive layer system. Fließt der Strom in der entgegengesetzten Richtung, dh von der dritten magnetischen Teilschicht in die zweite und erste, ergibt sich analog zum vorstehend beschrieben Fall in der mittleren magnetischen Teilschicht 2 eine Drehung der Richtung des Spins um 90° und damit eine parallele oder antiparallele Stellung der Richtung der Polarisation der Elektronen zur Richtung der Magnetisierung in der ersten magnetischen Teilschicht, woraus wiederum ein hoher oder niedriger elektrischer Widerstand des gesamten Schichtsystems folgt. When the current flows in the opposite direction, that of the third magnetic sublayer in the second and first, the result is analogous to the previously described case, in the intermediate magnetic member layer 2, a rotation of the direction of the spins by 90 ° and thus a parallel or anti-parallel position of the direction of polarization of the electrons to the direction of magnetization in the first magnetic sub-layer, which in turn is followed by a high or low electrical resistance of the whole layer system. Bei Vergleich der beiden Stromrichtungen stellt man fest, daß der Widerstand bei Stromfluß in Richtung 1-2-3 in Betrag genau das entgegengesetzte Verhalten zum Stromfluß 3-2-1 aufweist, dh ist der Widerstand in Richtung 1-2-3 niedrig, so ist er für 3-2-1 hoch und umgekehrt. In comparison of the two current directions, it is found that the resistance when current flows in the direction 1-2-3 having in amount exactly the opposite behavior to the current flow 3-2-1, that is the resistance in the direction 1-2-3 low, so he is high and vice versa for 3-2-1.

Damit hat die beschriebene Anordnung die Funktion einer Diode. Thus, the described arrangement has the function of a diode. Schaltet man durch ein äußeres Magnetfeld, was in den Beispielen nach den Fig. 1 und 2 durch einen, über einer elektrischen Isolatorschicht 8 aufgebrachten und mit einem Stromimpuls beaufschlagbaren Streifenleiter 7 bewerkstelligt werden kann, die Richtung der Magnetisierung genau einer magnetischen Teilschicht um, wobei es gleichgültig ist, welche der Teilschichten die Richtung der Magnetisierung um 180° umkehrt, es wird im Normalfall die mit der kleinsten Anisotropiefeldstärke sein, so wird aus der Durchlaß eine Sperr-Richtung und aus der gesperrten Richtung die Durchlaßrichtung. When switching to an external magnetic field, which may be accomplished in the examples of FIGS. 1 and 2 by a via an electrical insulator layer 8 is applied and can be acted upon with a current pulse strip conductor 7, the direction of magnetization of exactly one magnetic sublayer, wherein is indifferent, which inverts the sub-layers, the direction of magnetization by 180 °, it will be the smallest with the anisotropy field strength in the normal case, a reverse direction and out of the locked direction, the forward direction is from the passage. Damit ist die angestrebten Funktion einer magnetisch schaltbaren Diode realisiert. In order for the intended function of a magnetically switchable diode is realized. Es liegt im Rahmen des vorstehend beschriebenen Beispiels, daß auch zwei oder drei Magnetisierungsrichtungen umgeschaltet werden können. It is within the scope of the above described example, that two or three magnetization directions can be switched. Als Materialien für die genannten magnetischen Teilschichten 1 , 2 , 3 kommen bspw. nach dem Stand der Technik bekannte epitaxiale Schichten, wie La-Perovskite, in einem Magnetfeld abgeschiedene Permalloyschichten oder auch Sandwichaufbauten, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet, zum Einsatz. As materials for the said magnetic sub-layers 1, 2, 3, for example, come. After the prior-art epitaxial layers, such as La-Perovskite, in a magnetic deposited permalloy or sandwich structures as indicated in Fig. 3 schematically used. Sind bei letzteren die jeweiligen Co-Schichten sehr dünn (≦ 1 nm), dann ergibt sich aufgrund der starken Grenzflächenanisotropie eine spontan senkrechte Magnetisierung der magnetischen Teilschicht, im Beispiel der Fig. 1 der Teilschicht 3 . In the latter are the respective Co layers very thin (≦ 1 nm) is then obtained due to the strong interface anisotropy spontaneously a perpendicular magnetization of the magnetic sub-layer, in the example of Fig. 1, the part layer 3.

Die vorstehend beschriebene Diodenfunktion setzt die Spinerhaltung beim Durchgang durch die nichtferromagnetischen Schichten 4 , 5 voraus, was durch og Schichtdicken bzw. Kanallängen gegeben ist. The diodes function as described above sets the spin conservation during passage through the non-ferromagnetic layers 4, 5 advance, which is given by the above-mentioned layer thicknesses and channel lengths. Durch die große mögliche Kanallänge (vgl. bspw. Fig. 2) in Halbleiterstrukturen ist ein Einsatz derartiger Anordnungen zu integrierten logischen Strukturen gegeben. Due to the large potential channel length (see. For example. Fig. 2) in semiconductor structures is provided a use of such assemblies to integrated logic structures. Im Falle eines Aufbaus von z. In the case of a configuration of z. B. AND- oder OR-Gattern mit derartigen Strukturen gelingt es, durch die Umschaltung der Richtung der Magnetisierung einer der magnetischen Teilschichten die Art des Gatters zu wechseln (AND wird z. B. NAND). B. AND or OR gates having such structures, it is possible to switch by switching the direction of magnetization of the magnetic sub-layers, the type of gate (AND is z. B. NAND). Damit können derartige Anordnungen benutzt werden, um FPLGAs (frei programmierbare logische Gate-Arrays) aufzubauen, die magnetisch programmierbar sind. Thus, such arrangements can be used to build FPLGAs (programmable logic gate arrays), which are magnetically programmable. Im Falle einer vertikalen Anordnung dreier magnetischer Teilschichten, bspw. nach Fig. 1, und einer mehrfachen Anordnung solcher Schichtpakete in einem Array lassen sich hochintegrierte Anordnungen schaffen. In the case of a vertical arrangement of three magnetic sub-layers, for example. FIG. 1, and a multiple layer arrangement of such packets in an array be highly integrated arrays can be created. Die magnetischen Eigenschaften der beschriebenen magnetischen Dünnschichtanordnung sind bis in den tiefen sub-µm- Bereich skalierbar, wodurch deutlich höhere Integrationsdichten erreichbar sind, als sie bei FPLGAs nach dem heutigen Stand der Technik möglich sind. The magnetic properties of the magnetic thin film are described arrangement to the deep sub-micron range scalable, thereby significantly higher integration densities can be achieved than are possible with FPLGAs according to the state of the art.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All in the description, the appended claims and the drawings, the features shown may, both separately and in any combination be essential to the invention.

Claims (10)

  1. 1. Magnetisches Dünnschichtbauelement, bestehend aus zumindest drei magnetischen Teilschichten ( 1 , 2 , 3 ), die voneinander magnetisch isoliert angeordnet sind, wobei den magnetischen Teilschichten ( 1 , 2 , 3 ) unterschiedliche Magnetisierungsrichtungen (m1, m2, m3) derart aufgeprägt sind, daß die Magnetisierungsrichtungen in den drei magnetischen Teilschichten ( 1 , 2 , 3 ) untereinander jeweils stets orthogonal ausgerichtet sind, wobei Mittel ( 7 ) vorgesehen sind, die die Magnetisierungsrichtung wenigstens einer der magnetischen Teilschichten ( 1 , 2 , 3 ) in die entgegengesetzte Richtung umzukehren gestatten und die jeweils äußersten magnetischen Teilschichten ( 1 , 3 ) mit einer elektrischen Kontaktierung ( 6 ) versehen sind. 1. A magnetic thin film device, comprising at least three magnetic sub-layers (1, 2, 3) which are arranged mutually magnetically isolated, whereby the magnetic sub-layers (1, 2, 3) have different magnetization directions (m1, m2, m3) are imprinted in such a way that the magnetization directions in the three magnetic sub-layers (1, 2, 3) to one another are in each case always oriented orthogonally, wherein means (7) are provided, the magnetization direction of at least one of the magnetic sublayers (1, 2, 3) to turn in the opposite direction permit and the respective outermost magnetic sublayers (1, 3) are provided with an electrical contact (6).
  2. 2. Magnetisches Dünnschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungsrichtungen (m1, m2, m3) parallel oder antiparallel oder orthogonal zu den zugehörigen Normalen (n1, n2, n3) der jeweiligen magnetischen Teilschichten ( 1 , 2 , 3 ) verlaufend festgelegt sind. 2. The magnetic thin film device according to claim 1, characterized in that the magnetization directions (m1, m2, m3) parallel or anti-parallel or orthogonal to the corresponding normal (n1, n2, n3) of the respective magnetic sub-layers (1, 2, 3) extending determined are.
  3. 3. Magnetisches Dünnschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der drei magnetischen Teilschichten eine spontan senkrechte Magnetisierung aufgeprägt ist, wohingegen die verbleibenden magnetischen Teilschichten eine Magnetisierung in der Schichtebene (in-plane) aufweisen. 3. The magnetic thin film device according to claim 1, characterized in that at least one of the three magnetic sublayers a spontaneously perpendicular magnetization is imprinted, whereas the remaining part of the magnetic layers have a magnetization in the layer plane (in-plane).
  4. 4. Magnetisches Dünnschichtbauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen zwei magnetischen Teilschichten ( 1 , 3 ) angeordneten magnetischen Teilschicht ( 2 ) eine solche Dicke (d1) oder Länge (l1) gegeben ist, die gewährleistet, daß die Spinpolarisation der sie durchlaufenden Elektronen eine Drehung um 90° erfährt. 4. The magnetic thin film device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that between the two magnetic sublayers (1, 3) arranged magnetic sub-layer (2) is given such a thickness (d1) or length (L1), which ensures that the spin polarization of the electrons passing through it undergoes a rotation through 90 °.
  5. 5. Magnetisches Dünnschichtbauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilschichten ( 1 , 2 , 3 ) übereinander gestapelt angeordnet sind und benachbarte magnetischen Teilschichten voneinander durch isolierende, halbleitende und/oder metallische nichtferromagnetische Schichten ( 4 , 5 ) beabstandet sind. 5. The magnetic thin film device according to any one of the preceding claims, characterized in that the magnetic sub-layers (1, 2, 3) stacked one above another and adjacent magnetic sub-layers from each other by insulating, semiconducting and / or metallic non-ferromagnetic layers (4, 5) are spaced apart ,
  6. 6. Magnetisches Dünnschichtbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei magnetische Teilschichten ( 1 , 2 ) übereinander angeordnet sind, von denen einer eine senkrechte Magnetisierung parallel oder antiparallel zur jeweiligen Schichtnormalen aufgeprägt ist und das mindestens eine weitere magnetische Teilschicht ( 3 ) lateral benachbart angeordnet ist, wobei benachbarte magnetischen Teilchichten voneinander durch isolierende, halbleitende und/oder metallische nichtferromagnetische Schichten ( 4 , 5 ) beabstandet sind. 6. The magnetic thin film device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that two magnetic sub-layers (1, 2) are arranged one above the other, one of which perpendicular magnetization is impressed parallel or anti-parallel to the respective layer normal and the (at least one further magnetic component layer 3) laterally disposed adjacent, wherein adjacent magnetic Teilchichten from each other by insulating, semiconducting and / or metallic non-ferromagnetic layers (4, 5) are spaced apart.
  7. 7. Magnetisches Dünnschichtbauelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß den isolierenden und/oder metallischen nichtferromagnetischen Schichten ( 4 , 5 ), die benachbart angeordnete magnetische Teilschichten voneinander trennen, eine Dicke (d2) oder Länge (l2) in der Größenordnung von 1 bis 6 nm gegeben ist. 7. A magnetic thin film device according to claim 5 or 6, characterized in that the insulating and / or metallic non-ferromagnetic layers (4, 5) separating the adjacently arranged magnetic sub-layers from each other, a thickness (d2) or length (l2) of the order of 1 to 6 nm is given.
  8. 8. Magnetisches Dünnschichtbauelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß den halbleitenden Schichten ( 4 , 5 ), die benachbart angeordnete magnetische Teilschichten voneinander trennen, eine Dicke (d2) oder Länge (l2) in der Größenordnung von 5 bis 1000 nm gegeben ist. 8. A magnetic thin film device according to claim 5 or 6, characterized in that the semiconducting layers (4, 5) separating the adjacently arranged magnetic sub-layers from each other, a thickness (d2) or length (l2) in the order of 5 to 1000 nm is.
  9. 9. Magnetisches Dünnschichtbauelement nach ein oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Dünnschichtbauelement als eine in der Stromdurchlaßrichtung magnetisch umschaltbare Diode verwendet wird. 9. A magnetic thin film element according to one or more of the preceding claims, characterized in that the magnetic thin film device is used as a magnetically switchable in the Stromdurchlaßrichtung diode.
  10. 10. Magnetisches Dünnschichtbauelement nach ein oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere auf einem Substrat angeordnete magnetische Dünnschichtbauelemente, die als magnetisch in ihrer Stromdurchlaßrichtung umschaltbare Dioden gebildet sind, in frei programmierbaren logischen Gate-Arrays eingesetzt werden. 10. A magnetic thin film element according to one or more of the preceding claims, characterized in that a plurality of arranged on a substrate magnetic thin film devices which are formed as magnetically switchable in its Stromdurchlaßrichtung diodes, are used in freely programmable logic gate arrays.
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