基于电流感应自旋动量转移的高速低功率磁性装置

摘要

公开了一种使用自旋极化电流来控制并切换用于存储器单元的磁性装置中的磁性区域的磁化方向和/或螺旋性的高速低功率的方法。该磁性装置包括具有固定磁螺旋性和/或磁化方向的参考磁层及具有可变磁螺旋性的自由磁层。所述固定磁层和所述自由磁层优选地被非磁层分开，并且所述参考层包括垂直于参考层的易磁化轴。可以向装置施加电流以感生力矩，该力矩改变装置的磁状态，使得其可以充当用于写入信息的磁性存储器。测量取决于装置的磁状态的电阻以从而读出存储在装置中的信息。

主权项

一种磁性装置，其切换所述磁性装置中的磁化方向，所述磁性装置包括：参考磁层，具有环形结构，并且具有带有给定磁化方向的磁化矢量；自由磁层，其具有带有可变磁化方向的至少一个磁化矢量；读出磁层，其具有带有固定磁化方向的磁化矢量；其特征在于，所述磁性装置包括的参考磁层具有绕环形结构的顺时针和逆时针之一的选择的固定磁性螺旋性，并且还具有与所述参考层的平面垂直的易磁轴磁矢量，并且其中所述自由磁层还具有绕环形层的可逆螺旋性，所述磁性装置包括：第一非磁层，其在空间上将所述自由磁层与钉扎磁层分开；以及第二非磁层，其在空间上将所述自由磁层与所述读出磁层分开，其中，所述第二非磁层包括绝缘体，绝缘体的厚度使得电子能够通过量子力学隧道效应穿过该绝缘体，所述磁性装置适于响应于通过所述磁性装置的自旋极化电流的流动而切换所述自由磁层的磁化状态，由此通过将所述参考磁层的自旋力矩转移到所述自由磁层而切换所述自由磁层的磁化状态。