KR100869187B1 - 자성 부재 및 자성 부재 제공 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
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- 자성 부재로서,핀드층;비자성체인 스페이서층;프리층 자화를 갖는 프리층; 및스핀 배리어층을 포함하고, 상기 스페이서층은 상기 핀드층과 상기 프리층 사이에 위치하고, 상기 프리층은 상기 스핀 배리어층과 상기 스페이서층 사이에 위치하며, 상기 스핀 배리어층은 상기 프리층의 완충 상수에 대한 외부 표면 기여를 감소시키도록 구성되고, 상기 자성 부재는 기록 전류가 상기 자성 부재를 통과할 때 상기 프리층 자화가 스핀 전달로 인해 스위칭될 수 있게 구성되는, 자성 부재.
- 제 1 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 0.1 Ω-㎛2 이상의 높은 면적 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 스핀 펌핑 유도 완충이 제거되게 구성되는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 1 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 절연 매트릭스 내에 전도성 채널들을 포함하는 전류 제한(confined)층인 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 5 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Al, B, Si, Ge, W, Nb, Mo, Ta, V, Ti, Cr, Fe, Co, 및 Ni를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료의 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 6 항에 있어서,상기 전도성 채널들은 상기 산화물이 30 원자% 미만의 산소인 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 6 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Ir 및 Os중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 5 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Al, B, Si, Ge 및 Ti를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료의 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 9 항에 있어서,상기 전도성 채널들은 상기 질화물이 10원자% 미만의 질소인 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 9 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Ir, 및 Os중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 1 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 상기 스핀 배리어층을 통과하는 전도가 터널링, 호핑(hopping), 및 열적 활성화 전도중 적어도 하나를 포함하는 터널링 배리어인 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 12 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 절연체인 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 12 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Al, B, Si, Ge, W, Nb, Mo, Ta, V, Ti, Cr, Fe, Co, 및 Ni를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료의 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 12 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Al, B, Si, Ge 및 Ti를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료의 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 12 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 반도체인 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 16 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Si, Ge, Cd, Te, Sb, In, Al, As, Hg 및 C의 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 1 항에 있어서,상기 스페이서층은 도전체, 절연 배리어층, 또는 전류 제한층인 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 1 항에 있어서,상기 프리층은 제 1 강자성층, 제 2 강자성층, 및 상기 제 1 강자성층과 상기 제 2 강자성층 사이의 비자성 스페이서층을 포함하는 합성 프리층이고, 상기 비자성 스페이서층은 상기 제 1 강자성층과 상기 제 2 강자성층이 반강자성적으로 결합되게 구성되는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 1 항에 있어서,상기 핀드층은 제 1 강자성층, 제 2 강자성층, 및 상기 제 1 강자성층과 상기 제 2 강자성층 사이의 비자성 스페이서층을 포함하는 합성 핀드층이고, 상기 비자성 스페이서층은 상기 제 1 강자성층과 상기 제 2 강자성층이 반강자성적으로 결합되게 구성되는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 1 항에 있어서,상기 스핀 배리어층과 상기 프리층 사이에 위치하며 높은 전도도의 금속성인 스핀 축적층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 21 항에 있어서,상기 스핀 축적층은 실온에서 40 나노미터 이상인 긴 스핀 확산 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 21 항에 있어서,상기 스핀 축적층은 Al, Cu, 또는 Ag를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 21 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 0.1 Ω-㎛2 이상의 높은 면적 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 21 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 스핀 펌핑 유도 완충이 제거되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 21 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 절연 매트릭스 내의 전도성 채널들을 포함하는 전류 제한층인 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 26 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Al, B, Si, Ge, W, Nb, Mo, Ta, V, Ti, Cr, Fe, Co 및 Ni를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료의 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 27 항에 있어서,상기 전도성 채널들은 상기 산화물이 30원자% 미만의 산소인 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 27 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Ir 및 Os중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 26 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Al, B, Si, Ge 및 Ti를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료의 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 30 항에 있어서,상기 전도성 채널들은 상기 질화물이 30원자% 미만의 질소인 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 30 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Ir 및 Os중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 21 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 상기 스핀 배리어층을 통과하는 전도가 터널링, 호핑, 및 열적 활성화 전도중 적어도 하나를 포함하는 터널링 배리어인 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 33 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 절연체인 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 33 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Al, B, Si, Ge, W, Nb, Mo, Ta, V, Ti, Cr, Fe, Co 및 Ni를 포함하는 재료들의 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료의 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 33 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Al, B, Si, Ge 및 Ti를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료의 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 33 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 반도체인 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 37 항에 있어서,상기 스핀 배리어층은 Si, Ge, Ga, Cd, Te, Sb, In, Al, As, Hg 및 C를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 21 항에 있어서,상기 스페이서층은 도전체, 절연 배리어층, 또는 전류 제한층인 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 21 항에 있어서,상기 프리층은 제 1 강자성층, 제 2 강자성층, 및 상기 제 1 강자성층과 상기 제 2 강자성층 사이의 비자성 스페이서층을 포함하는 합성 프리층이고, 상기 비자성 스페이서층은 상기 제 1 강자성층과 상기 제 2 강자성층이 반강자성적으로 결합되게 구성되는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 제 21 항에 있어서,상기 핀드층은 제 1 강자성층, 제 2 강자성층, 및 상기 제 1 강자성층과 상기 제 2 강자성층 사이의 비자성 스페이서층을 포함하는 합성 핀드층이고, 상기 바자성 스페이서층은 상기 제 1 강자성층과 상기 제 2 강자성층이 반강자성적으로 결합되게 구성되는 것을 특징으로 하는 자성 부재.
- 자성 부재를 제공하는 방법으로서,(a) 핀드층을 제공하는 단계;(b) 비자성체인 스페이서층을 제공하는 단계;(c) 프리층 자화를 갖는 프리층을 제공하는 단계; 및(d) 스핀 배리어층을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 스페이서층은 상기 핀드층과 상기 프리층 사이에 위치하고, 상기 프리층은 상기 스핀 배리어층과 상기 스페이서층 사이에 위치하며, 상기 스핀 배리어층은 상기 프리층의 완충 상수에 대한 외부 표면 기여를 감소시키도록 구성되며, 상기 자성 부재는 기록 전류가 상기 자성 부재를 통과할 때 상기 프리층 자화가 스핀 전달로 인해 스위칭되게 구성되는, 자성 부재 제공 방법.
- 제 42 항에 있어서,(e) 상기 스핀 배리어층과 상기 프리층 사이에 위치하며 높은 전도도의 금속성인 스핀 축적층을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부재 제공 방법.
- 자성 부재로서,핀드층;비자성체인 스페이서층;프리층 자화를 갖는 프리층; 및스핀 배리어층을 포함하며, 상기 스페이서층은 상기 핀드층과 상기 프리층 사이에 위치하며, 상기 프리층은 상기 스핀 배리어층과 상기 스페이서층 사이에 위치하며, 상기 스핀 배리어층은 상기 프리층의 완충 상수에 대한 외부 표면 기여를 감소시키도록 구성되며, 상기 자성 부재는 기록 전류가 상기 자성 부재를 통과할 때 상기 프리층 자화가 스핀 전달로 인해 적어도 부분적으로 스위칭되게 구성되는, 자성 부재.
- 자성 부재를 제공하는 방법으로서,핀드층을 제공하는 단계;비자성체인 스페이서층을 제공하는 단계;프리층 자화를 갖는 프리층을 제공하는 단계; 및스핀 배리어층을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 스페이서층은 상기 핀드층과 상기 프리층 사이에 위치하며, 상기 프리층은 상기 스핀 배리어층과 상기 스페이서층 사이에 위치하며, 상기 스핀 배리어층은 상기 프리층의 완충 상수에 대한 외부 표면 기여를 감소시키도록 구성되며, 상기 자성 부재는 기록 전류가 상기 자성 부재를 통과할 때 상기 프리층 자화가 스핀 전달로 인해 적어도 부분적으로 스위칭되게 구성되는, 자성 부재를 제공하는 방법.
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