DE10144395C1 - Programmable magnetic logic component has gate elements, each with magnetoresistive layer system with magnetic information and reference layers separated by intermediate layer - Google Patents
Programmable magnetic logic component has gate elements, each with magnetoresistive layer system with magnetic information and reference layers separated by intermediate layerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Baustein der programmierbaren magnetischen Logik unter Verwendung von mindestens zwei Gat terelementen, die jeweils ein magnetoresistives Schichtensys tem aufweisen. Ein derartiger Baustein geht aus der Veröf fentlichung "Journ. of Appl. Phys.", Vol. 87, No. 9, 1. Mai 2000, Seiten 6674 bis 6679 hervor.The invention relates to a module of the programmable magnetic logic using at least two gat terelements, each of which is a magnetoresistive layer system exhibit. Such a building block comes from the Veröf Publication "Journ. of Appl. Phys.", Vol. 87, No. 9, May 1 2000, pages 6674 to 6679.
In vielen Anwendungen der Logik werden digitale Signale in vertiert benötigt, z. B. zu einer Taktung oder an den Ein- und Ausgängen von logischen Gatterelementen. Dies ist z. B. bei der kombinatorischen Logik der Fall, die programmierbare Bau steine (sogenannte Programmable Logic Devices bzw. PLDs) wie insbesondere programmierbare logische Matrixelemente (soge nannte Programmable Logic Arrays bzw. PLAs) erfordert. Eine entsprechende PLA-Einrichtung(-Device) hat sowohl eine pro grammierbare UND-Matrix als auch eine programmierbare ODER- Matrix. Hierbei wird der Eingang des ersten UND-Matrix mit einem Inverter gepuffert und zum einen direkt der Matrix des Bausteins zur Verfügung gestellt; zum anderen wird dieses Signal erneut invertiert. Der hierfür vorgesehene zweite In verter erzeugt ebenfalls ein gepuffertes Ausgangssignal, das mit dem Eingang gleichphasig ist. Entsprechende Bausteine müssen auch als Ausgangstreiber der ODER-Matrix eingesetzt werden, wenn wie z. B. bei einer PLA-Einrichtung die Ausgangs signale invertiert und nicht invertiert vorliegen sollen.In many applications of logic, digital signals are used in vertically needed, e.g. B. to a clock or to the input and Outputs of logic gate elements. This is e.g. B. at the case of combinatorial logic, the programmable construction stones (so-called programmable logic devices or PLDs) such as in particular programmable logical matrix elements (so-called called programmable logic arrays or PLAs). A corresponding PLA facility (device) has both a pro programmable AND matrix as well as a programmable OR Matrix. Here the input of the first AND matrix is included buffered with an inverter and on the one hand directly the matrix of the Building block provided; on the other hand this becomes Signal inverted again. The second In verter also generates a buffered output signal, the is in phase with the input. Appropriate building blocks must also be used as the output driver of the OR matrix be when such. B. the output in a PLA device signals should be inverted and not inverted.
Für den Bereich der magnetischen Logik kann als Inverter z. B. ein NOR- oder an NAND-Gatterelement eingesetzt werden, dessen Eingänge zusammengeschaltet sind. Entsprechende Gatter der magnetischen Logik sind aus der eingangs genannten Literatur stelle bekannt. Sie enthalten jeweils ein magnetoresistives Schichtensystem mit einer Informationsschicht und einer durch eine nicht-magnetische Zwischenschicht beabstandeten Referenzschicht. Die Schichtensysteme können dabei insbesondere vom sogenannten GMR(Giant MagnetoResistance)-Typ oder in gleicher Weise vom TMR(Tunneling MagnetoResistance)- oder SDT(Spin-Dependent-Tunneling)-Typ sein.For the field of magnetic logic, z. B. a NOR or an NAND gate element are used, the Inputs are interconnected. Corresponding gates of the magnetic logic are from the literature mentioned at the beginning place known. They each contain a magnetoresistive Layer system with one information layer and one through a non-magnetic interlayer spaced reference layer. The layer systems can in particular of the so-called GMR (Giant MagnetoResistance) type or in same way from TMR (Tunneling MagnetoResistance) - or SDT (Spin Dependent Tunneling) type.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von die sem Stand der Technik einen Baustein der programmierbaren magnetischen Logik anzugeben, der als ein Grundbaustein uni versell einsetzbar ist und insbesondere zum Aufbau einer PLA- Einrichtung dienen kann.The object of the present invention is based on the state of the art a building block of the programmable magnetic logic, which is a basic building block uni can be used universally and in particular to build a PLA Facility can serve.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 an
gegebenen Maßnahmen gelöst. Dementsprechend besitzt der er
findungsgemäße Baustein der programmierbaren magnetischen Lo
gik wenigstens zwei Gatterelemente mit folgenden Merkmalen:
This object is achieved with the measures given in claim 1. Accordingly, the inventive block of programmable magnetic logic has at least two gate elements with the following features:
-
a) Sie weisen jeweils ein magnetoresistives Schichtensystem
mit mindestens einer Informationsschicht aus magneti
schem Material und mindestens einer durch eine Zwischen
schicht aus nicht-magnetischem Material beabstandeten
Referenzschicht aus magnetischem Material auf, wobei
- 1. die Informationsschicht aus einem Material besteht, das vergleichsweise magnetisch weicher ist als das Material der Referenzschicht,
- 1. in die Referenzschichten der beiden Magnetschicht systeme Magnetisierungen mit entgegengesetzter Aus richtung eingeprägt sind,
- 1. the information layer consists of a material that is comparatively magnetically softer than the material of the reference layer,
- 1. magnetizations with opposite directions are impressed into the reference layers of the two magnetic layer systems,
- b) ihnen ist eine Steuerleitung zur Führung eines logi schen Eingangssignals derart zugeordnet, dass sie bezüg lich der Steuerleitung hintereinander angeordnet sind,b) you have a control line for keeping a logi assigned to the input signal in such a way that it relates Lich the control line are arranged one behind the other
undand
- a) sie weisen jeweils zwei Systemanschlüsse zum Abgriff ei nes Ausgangssignals auf, wobei das Ausgangssignal des einen Schichtensystems nicht invertiert und das Aus gangssignal des anderen Schichtensystems invertiert be züglich des logischen Eingangssignals sind.a) They each have two system connections for tapping nes output signal, the output signal of a layer system is not inverted and the out output signal of the other layer system is inverted regarding the logical input signal.
Unter einem Baustein wird in diesem Zusammenhang ein ele mentartiger Aufbau mit einem Trägerkörper verstanden, inner halb dessen, an oder auf dem die beiden Gatterelemente ange ordnet sind, wobei für diese und die Signal(strom)leitung An schlusspunkte vorhanden sind, die mit entsprechenden An schlusspunkten am Rande des Bausteins zu verbinden sind.In this context, an ele ment-like structure with a carrier body understood, inner half of that, on or on which the two gate elements are attached are arranged, whereby for this and the signal (power) line An connection points are available, which are marked with the corresponding An connecting points on the edge of the module.
Bei dem erfindungsgemäßen Baustein wird also eine Program miermöglichkeit von Referenzschichten zur Realisierung von Inverterfunktionen herangezogen. Dabei ermöglicht die antipa rallele Programmierung zweier Referenzschichten bei gleichem Eingangssignal konträre Ausgangssignale. Auf diese Weise ist z. B. eine Reihenschaltung der Bauelemente möglich, die die gleiche Information verarbeiten, aber unterschiedliche Aus gangssignale aufweisen. Die mit dieser Ausgestaltung des er findungsgemäßen Bausteins verbundenen Vorteile sind also dar in zu sehen, dass mit ihm auf besonders einfache Weise eine Inverterfunktion auszuüben ist. Der Baustein stellt dabei ei nen Grundbaustein dar, da die Systemanschlüsse der beiden Schichtensysteme in vielfältiger Weise miteinander zu ver schalten sind. Je nach Verschaltungsart ergeben sich dabei verschiedene Gattertypen.In the module according to the invention, a program Possibility of reference layers to implement Inverter functions used. The antipa Parallel programming of two reference layers with the same Contrary output signals. That way z. B. a series connection of the components possible, the Process the same information, but different out have output signals. The with this design of the he Advantages associated with the building block are thus in to see that with him in a particularly simple way Inverter function is to be exercised. The module provides basic building block, since the system connections of the two Layer systems to ver in a variety of ways are switching. Depending on the type of connection, this results in different gate types.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bausteins gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.Advantageous configurations of the module according to the invention emerge from the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Baustein braucht nicht unbedingt einen identischen Aufbau seiner Gatterelemente bzw. seiner Schich tensysteme aufzuweisen, obwohl dies im Hinblick auf einen einfachen Herstellungsprozess von Vorteil ist. Gegebenenfalls können, insbesondere um Ausgangssignale unterschiedlicher Größe oder um unterschiedliche Kennlinien oder Empfindlich keiten zu erhalten, Schichtensysteme mit unterschiedlichem Aufbau vorgesehen sein. Die Unterschiede können dabei in der Materialwahl der einzelnen Schichten und/oder der Anzahl der Schichten und/oder deren Schichtenfolge bestehen. Auch lassen sich unterschiedliche Schichtdicken vorsehen. The module according to the invention does not necessarily need one identical structure of its gate elements or its layer to have systems, although this is with regard to a simple manufacturing process is advantageous. Possibly can, in particular to different output signals Size or around different characteristic curves or sensitive to obtain layer systems with different Structure may be provided. The differences can be in the Material selection of the individual layers and / or the number of Layers and / or their layer sequence exist. Let also provide different layer thicknesses.
Bevorzugt werden Schichtensysteme mit erhöhtem magnetore sistiven Effekt, insbesondere als XMR-Systeme, ausgebildete Schichtensysteme vorgesehen.Layer systems with increased magnetore are preferred sistive effect, especially as XMR systems Layer systems provided.
Bei zumindest einem der Schichtensysteme kann die Referenz schicht eine Schicht innerhalb eines Referenzschichtsystems sein. Solche Referenzschichtsysteme können beispielsweise einen künstlichen Antiferromagneten bilden (vgl. WO 94/15223 A).The reference can be used for at least one of the layer systems layer a layer within a reference layer system his. Such reference layer systems can, for example form an artificial antiferromagnet (cf. WO 94/15223 A).
An den Rändern des Bausteins können jeweils gegenüberliegend zwei Kontaktierungspunkte der Steuerleitung, zwei Kontaktie rungspunkte des ersten Schichtensystems sowie zwei Kontaktie rungspunkte des zweiten Schichtensystems vorgesehen sein. Da mit lassen sich die Schichtensysteme des Bausteins in viel fältiger Weise miteinander verschalten, so dass der Baustein als ein Grundbaustein der magnetischen Logik anzusehen ist.At the edges of the building block can be opposite each other two contact points on the control line, two contact points points of the first layer system and two contacts approximately points of the second layer system can be provided. because with the layer systems of the building block in many interconnect with each other so that the building block can be seen as a basic building block of magnetic logic.
Die Gatterelemente des Bausteins werden vorteilhaft längs ei ner gedachten Mittellinie hintereinanderliegend und unterein ander beabstandet angeordnet. Damit ist einerseits eine ge genseitige Magnetfeldbeeinflussung auszuschließen; anderer seits ist die Herstellung des Bausteins verhältnismäßig ein fach.The gate elements of the block are advantageously along egg an imaginary center line one behind the other and one below the other spaced apart. On the one hand, this is a ge exclude mutual magnetic field influence; other on the one hand, the manufacture of the module is relatively one subject.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert. Dabei zeigt deren einzige Figur in stark schematisierender Weise den erfindungsgemäßen Baustein.The invention is described below with reference to the Drawing explained further. Her only shows Figure in a highly schematic manner the invention Module.
Wie in der Figur durch eine gestrichelte Linie veranschau licht ist, nimmt der allgemein mit 2 bezeichnete Grundbau stein nach der Erfindung bzw. dessen Trägerkörper für weitere Teile z. B. eine Fläche mit einer Rechteckform ein. Der Bau stein umfasst mindestens zwei Gatterelemente G1 und G2. Jedes dieser Gatterelemente weist ein an sich bekanntes Mehrschichtensystem 11 bzw. 21 auf, das vorzugsweise einen erhöhten magnetoresistiven Effekt ΔR/R zeigt. Der magnetoresistive Effekt dieser Systeme ist dementsprechend gegenüber bekannten magnetoresistiven Einschichtensystemen mit anisotropem magne toresistiven Effekt ("AMR"-Effekt) größer und liegt insbeson dere oberhalb von 2% bei Raumtemperatur. Jedes Schichtensys tem ist vorzugsweise entweder giant-magnetoresistiv ("GMR") oder tunnel-magnetoresistiv ("TMR") oder kolossal magnetoresistiv ("CMR") oder zeigt eine Riesenmagnetoimpedanz bzw. einen Riesenwechselstromwiderstand ("GMI"). Dabei ist es prinzipiell auch möglich, dass für die Schichtensysteme 11 und 21 unterschiedliche Typen von magnetoresistiven Mehr schichtensystemen gewählt werden. Die Unterschiede entspre chender Schichtensysteme und deren Aufbau sind z. B. in der Broschüre "XMR-Technologien" - Technologieanalyse: Magnetis mus, Bd. 2 - des VDI-Technologiezentrums "Physikalische Tech nologien", Düsseldorf (DE) 1997, Seiten 11 bis 46 dargelegt. Dabei stellt der Begriff "XMR-Technologien" den Oberbegriff des auf den Magnetowiderstandseffekten AMR, GMR, TMR, CMR und GMI beruhenden technischen Know-hows dar. Bevorzugt ist das Schichtensystem des erfindungsgemäßen Bausteins ein GMR- oder TMR-System, wobei es einen sogenannten "Spin-Valve"-Aufbau hat.As is shown in the figure by a dashed line light, the generally designated 2 basic building block according to the invention or its support body for other parts z. B. a surface with a rectangular shape. The building block comprises at least two gate elements G1 and G2. Each of these gate elements has a multilayer system 11 or 21 which is known per se and which preferably exhibits an increased magnetoresistive effect ΔR / R. The magnetoresistive effect of these systems is accordingly greater than known magnetoresistive single-layer systems with an anisotropic magnetoresistive effect ("AMR" effect) and is in particular above 2% at room temperature. Each layer system is preferably either giant magnetoresistive ("GMR") or tunnel magnetoresistive ("TMR") or colossal magnetoresistive ("CMR") or shows a giant magneto-impedance or a giant AC resistance ("GMI"). In principle, it is also possible to select different types of magnetoresistive multilayer systems for the layer systems 11 and 21 . The differences corresponding layer systems and their structure are such. B. in the brochure "XMR Technologies" - Technology Analysis: Magnetism, Vol. 2 - of the VDI Technology Center "Physikalische Tech nologies", Düsseldorf (DE) 1997 , pages 11 to 46. The term "XMR technologies" represents the generic term of the technical know-how based on the magnetoresistance effects AMR, GMR, TMR, CMR and GMI. The layer system of the module according to the invention is preferably a GMR or TMR system, it being a so-called Has "spin valve" structure.
Jedes zu verwendende Schichtensystem 11 bzw. 21 umfasst min destens eine magnetische Referenzschicht R und eine nachfol gend als magnetische Informationsschicht bezeichnete Detekti ons- oder Speicherschicht S, zwischen denen sich eine Zwi schenschicht Z aus nicht-magnetischem Material befindet. Da bei soll die Referenzschicht im Vergleich zu der Informati onsschicht magnetisch härter sein. Damit ist zu erreichen, dass durch ein äußeres Magnetfeld in der Informationsschicht die Magnetisierungsrichtung weitgehend frei einzustellen ist, während sie in der Referenzschicht unverändert bleibt. Für die Informationsschichten S und die Referenzschichten R kom men die bekannten ferromagnetischen Materialien aus dem Stoffsystem Fe-Ni-Co in elementarer oder Legierungsform in Frage. Das nicht-magnetische Material der Zwischenschichten Z hängt vom vorgesehenen XMR-Typ ab und kann metallisch (z. B. Cu für einen GMR-Typ) oder kann halbleitend oder isolierend (z. B. Al2O3 für einen TMR-Typ) sein.Each layer system 11 or 21 to be used comprises at least one magnetic reference layer R and a detection or storage layer S hereinafter referred to as magnetic information layer, between which there is an intermediate layer Z made of non-magnetic material. The reference layer should be magnetically harder than the information layer. This means that the direction of magnetization can be set largely freely by an external magnetic field in the information layer, while it remains unchanged in the reference layer. For the information layers S and the reference layers R, the known ferromagnetic materials from the Fe-Ni-Co material system in elemental or alloy form come into question. The non-magnetic material of the intermediate layers Z depends on the intended XMR type and can be metallic (e.g. Cu for a GMR type) or can be semiconducting or insulating (e.g. Al 2 O 3 for a TMR type) his.
In an sich bekannter Weise kann statt einer einzelnen Refe renzschicht R auch ein gegenüber der magnetisch weicheren In formationsschicht S insgesamt magnetisch härteres Referenz schichtsystem vorgesehen werden. Ein entsprechendes Referenz schichtsystem enthält neben einer magnetischen Referenz schicht noch mindestens eine weitere Schicht und kann insbe sondere als ein sogenannter künstlicher Antiferromagnet (vgl. die WO 94/15223 A) ausgebildet sein kann. Auch ein Referenz schichtsystem in Form einer Doppelschicht mit einem natürli chen Antiferromagneten ist ebenso gut verwendbar.In a manner known per se, instead of a single ref boundary layer R also compared to the magnetically softer In formation layer S overall magnetically harder reference layer system can be provided. A corresponding reference Layer system contains in addition to a magnetic reference layer at least one more layer and can in particular especially as a so-called artificial antiferromagnet (cf. WO 94/15223 A) can be formed. Also a reference Layer system in the form of a double layer with a natural Chen antiferromagnet can also be used.
Wie ferner durch gepfeilte Linien an den Schichtensystemen 11 und 21 veranschaulicht sein soll, sind in deren Referenz schichten R jeweils eine feste Magnetisierung M bzw. M' ein geprägt. Dabei soll die Magnetisierung M des einen Schichten systems in eine vorbestimmte Richtung weisen, die entgegenge setzt gerichtet ist bzgl. der Richtung der Magnetisierung M' der Referenzschicht in dem anderen Schichtensystem.As is further illustrated by arrowed lines on the layer systems 11 and 21 , a fixed magnetization M or M 'is embossed in each of the reference layers R thereof. The magnetization M of the one layer system should point in a predetermined direction, which is opposite to the direction of the magnetization M 'of the reference layer in the other layer system.
Die Gatterelemente G1 und G2 stellen Standardzellen dar, de ren verschiedene Verschaltungsmöglichkeiten Gegenstand der nicht-vorveröffentlichten DE-Anmeldung mit dem Titel "Stan dardzellenanordnung für ein magnetoresistives Bauelement" vom gleichen Anmeldetage mit dem Aktenzeichen 101 44 385.4 ist.The gate elements G1 and G2 represent standard cells, de ren various connection possibilities subject of non-prepublished DE application entitled "Stan dard cell arrangement for a magnetoresistive component " from the same filing date with file number 101 44 385.4 is.
Die beiden Gatterelemente G1 und G2 sind längs einer (gedach ten) Mittellinie m des Bauteils 2 untereinander beabstandet angeordnet. Für ein in die Gatterelemente induktiv einzuspei sendes Eingangssignal E führt über sie elektrisch isoliert eine Steuerleitung 15 derart, dass sie bezüglich der Strom führungsrichtung in dieser Leitung hintereinander angeordnet sind. Zu dieser Stromführung sind an dem ersten Gatterelement G1 elektrische Eingangsanschlüsse 16 und 17 und an dem zwei ten Gatterelement G2 Eingangsanschlüsse 26 und 27 vorgesehen, zwischen denen bzw. zu denen Teilabschnitte des Steuerleitung 15 verlaufen. Darüber hinaus ist das Schichtensystem 11 des ersten Gatterelementes G1 mit Systemausgängen 12 und 13 ver sehen, an denen ein an dem Schichtensystem zu gewinnendes Ausgangssignal abzugreifen ist, das einem über das Schichten system zu führenden Lesestrom 11 überlagert ist. In entspre chender Weise weist das Schichtensystem 21 des zweiten Gat terelementes G2 entsprechende Systemausgänge 22 und 23 auf. Der über dieses System zu führende Lesestrom ist mit 12 be zeichnet, wobei seine Stromführungsrichtung gleich der über das Schichtensystem 11 ist.The two gate elements G1 and G2 are arranged along a (imaginary) center line m of the component 2 spaced apart. For an input signal E to be fed inductively into the gate elements, a control line 15 leads via them in an electrically insulated manner such that they are arranged one behind the other in this line with respect to the current direction. For this current supply, electrical input connections 16 and 17 are provided on the first gate element G1 and input connections 26 and 27 are provided on the two gate elements G2, between which or to which sections of the control line 15 run. In addition, the layer system 11 of the first gate element G1 can be seen with system outputs 12 and 13 , at which an output signal to be obtained on the layer system can be tapped, which is superimposed on a reading current 11 to be conducted via the layer system. In a corresponding manner, the layer system 21 of the second gate terelementes G2 has corresponding system outputs 22 and 23 . The read current to be conducted via this system is marked with 12, its current carrying direction being equal to that through the layer system 11 .
Wie ferner aus der Figur zu entnehmen ist, sind an den Rän dern des Bausteins 2 für die einzelnen zu den Gatterelementen führenden elektrischen Leitungen Kontaktierungspunkte vorge sehen. So ist die Steuerleitung 15 an gegenüberliegenden Kon taktierungspunkten 18 und 28 anzuschließen. Die beiden Sys temausgänge 12 und 13 des ersten Schichtensystems 11 sind mit gegenüberliegenden Kontaktierungspunkten 32 und 33 und die beiden entsprechenden Systemausgänge 22 und 23 des zweiten Schichtensystems 21 mit gegenüberliegenden Kontaktierungs punkten 42 und 43 verbunden.As can also be seen from the figure, contact points are provided on the edges of the module 2 for the individual electrical lines leading to the gate elements. For example, the control line 15 must be connected at opposite contact points 18 and 28 . The two system outputs 12 and 13 of the first layer system 11 are connected to opposite contact points 32 and 33 and the two corresponding system outputs 22 and 23 of the second layer system 21 are connected to opposite contact points 42 and 43 .
Wird nun, wie in der Figur angedeutet ist, auf die Steuerlei tung 15 ein logisches Eingangssignal E, das z. B. eine logi sche "1" bedeutet, gegeben, so führt dieses Signal in der In formationsschicht S des Schichtensystems 11 des ersten Gat terelementes zu einer vorbestimmten Magnetisierung, die einen davon abhängenden Wert des magnetoresistiven Effektes an dem Schichtensystem zur Folge hat. Der Abgriff dieses Wertes stellt dann ein Ausgangssignal A1 dar, das bei der vorgegebe nen Magnetisierungsrichtung M1 in der Referenzschicht R des Schichtensystems 11 beispielsweise gegenüber dem Eingangssig nal nicht invertiert ist. Wegen der in entgegengesetzte Richtung weisenden Magnetisierung M2 der Referenzschicht R des Schichtensystems 21 des Gatterelementes G2 ist dann das an diesem Schichtensystem entsprechend abzugreifende Ausgangs signal A2 gegenüber dem Ausgangssignal A1 invertiert. Der Baustein eignet sich folglich besonders für eine PLA-Einrichtung.Now, as indicated in the figure, on the Steuerlei device 15, a logic input signal E, the z. B. a logical "1" means given this signal in the information layer S of the layer system 11 of the first gate terelementes to a predetermined magnetization, which has a dependent value of the magnetoresistive effect on the layer system. The tap of this value then represents an output signal A1, which is not inverted in the given magnetization direction M1 in the reference layer R of the layer system 11, for example, with respect to the input signal. Because of the magnetization M2 pointing in the opposite direction of the reference layer R of the layer system 21 of the gate element G2, the output signal A2 to be tapped accordingly on this layer system is then inverted with respect to the output signal A1. The module is therefore particularly suitable for a PLA device.
Die Programmierung bzw. Ausrichtung der Magnetisierungen M1 und M2 in den Referenzschichten der beiden Schichtensysteme 11 und 21 kann in an sich bekannter Weise vorgenommen werden. So ist z. B. eine Programmierung durch hinreichend hohe Ströme möglich, die an den Eingangsanschlüssen 16, 17 bzw. 26, 27 der Steuerleitung 15 eingespeist werden können (vgl. z. B. "IEEE Trans. Magn.", Vol. 32, No. 2, März 1996, Seiten 366 bis 371). Bei Verwendung einer Doppelschicht mit natürlichem Antiferromagneten als Referenz kann die Einprägung der Magne tisierungsrichtung auch durch Ionenbestrahlung erfolgen (vgl. z. B. "Phys. Rev. B", Vol. 63, 1. Februar 2001, 060409(R)-1 bis -4).The programming or alignment of the magnetizations M1 and M2 in the reference layers of the two layer systems 11 and 21 can be carried out in a manner known per se. So z. B. programming by sufficiently high currents is possible, which can be fed to the input connections 16 , 17 or 26 , 27 of the control line 15 (cf., for example, "IEEE Trans. Magn.", Vol. 32, No. 2 , March 1996, pages 366 to 371). When using a double layer with natural antiferromagnet as reference, the magnetization direction can also be impressed by ion irradiation (cf., for example, "Phys. Rev. B", Vol. 63, February 1, 2001, 060409 (R) -1 bis -4).
Claims (7)
- a) wobei jedes Gatterelement (G1, G2) ein magnetoresisti
ves Schichtensystem (11 bzw. 21) mit mindestens einer
Informationsschicht (S) aus magnetischem Material und
mindestens einer durch eine Zwischenschicht (Z) aus
nicht-magnetischem Material beabstandeten Referenz
schicht (R) aus magnetischem Material aufweist, wobei
- 1. die Informationsschicht (S) aus einem Material be steht, das vergleichsweise magnetisch weicher ist als das Material der Referenzschicht (R),
- 1. in die Referenzschichten (R) der beiden Schichten systeme (11, 21) Magnetisierungen (M1, M2) mit ent gegengesetzter Ausrichtung eingeprägt sind,
- b) wobei den beiden Gatterelementen (G1, G2) eine Steuer leitung (15) zur Führung eines logischen Eingangssig nals (E) derart zugeordnet ist, dass sie bezüglich der Steuerleitung (15) hintereinander angeordnet sind,
- a) wobei jedes Gatterelement (G1, G2) zwei Systemanschlüsse (12, 13 bzw. 22, 23) zum Abgriff eines Ausgangssignals (A1, A2) aufweist, wobei das Ausgangssignal (A1) des einen Schichtensystems (11) nicht invertiert und das Ausgangssignal (A2) des anderen Schichtensystems (21) invertiert bezüglich des logischen Eingangssignals (E) sind.
- a) wherein each gate element (G1, G2) is a magnetoresistive layer system ( 11 or 21 ) with at least one information layer (S) made of magnetic material and at least one reference layer (R) spaced apart by an intermediate layer (Z) made of non-magnetic material made of magnetic material, wherein
- 1. the information layer (S) consists of a material that is comparatively magnetically softer than the material of the reference layer (R),
- 1. magnetizations (M1, M2) with the opposite orientation are impressed into the reference layers (R) of the two layer systems ( 11 , 21 ),
- b) the two gate elements (G1, G2) being assigned a control line ( 15 ) for guiding a logical input signal (E) such that they are arranged one behind the other with respect to the control line ( 15 ),
- a) wherein each gate element (G1, G2) has two system connections ( 12 , 13 or 22 , 23 ) for tapping an output signal (A1, A2), the output signal (A1) of the one layer system ( 11 ) not inverting and the output signal (A2) of the other layer system ( 21 ) are inverted with respect to the logic input signal (E).
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