[发明专利]一种应力辅助磁存储器件、其制备方法以及磁场写入方法

说明书

本发明提供了一种应力辅助磁存储器件。该器件具有多层膜结构，依次为衬底层、变磁性材料层、磁性介质层以及保护层。通过对柔性衬底层施加形变产生应力，或者对铁电衬底层施加电压并通过压电效应产生应力，在应力作用下使变磁性材料处于铁磁或者反铁磁的状态；当磁场写入时控制应力使其处于铁磁状态，通过耦合作用降低磁性介质层的矫顽力，从而降低写入磁头的写入磁场，降低能耗；当磁场写入完毕后控制应力使变磁性材料处于反铁磁状态，磁性介质层的矫顽力恢复到原来的状态，从而增加存储密度，提高磁性存储器件的数据存储安全性。

技术领域

本发明涉及磁存储技术领域，尤其涉及一种应力辅助磁存储器件、其制备方法以及磁场写入方法。

背景技术

近年来，随着磁记录密度的飞速增长以及每比特成本的降低，磁记录技术被应用到包括计算机在内的越来越多的领域，与人们的关系越来越密切，比如电脑中的磁盘，打电话的磁卡，银行的信用卡等等，都是使用磁信号来记录信息的。

磁记录技术提高了人们的工作效率，也给我们的生活带来了很大方便。然而，磁记录密度的飞速增长也给传统的磁记录技术带来了挑战。通常，磁记录密度的提高主要是通过减小记录介质的颗粒尺寸而实现。然而，记录介质颗粒尺寸的减小会导致磁化翻转热稳定性降低。为此，可以通过增加磁各项异性K_U，即提高磁记录介质的矫顽力来补偿。另外，在硬盘等磁性存储装置中，数据安全性是主要的技术问题。出于数据记录的安全性考虑，也需要磁记录介质材料具有较大的矫顽力，从而保证能够在外界干扰状态下持续地保持磁矩的取向，用以保持数据记录的完整和安全。

因此，人们希望能在磁性存储器件中发展具有大磁矫顽力的材料作为存储介质，例如FePt、NdFeB、SmCo等。相应地，对该具有大矫顽力的磁记录介质进行磁场写入时如果写入磁场较低，就不能有效翻转该磁性介质颗粒的磁化方向，从而导致磁记录困难，因此需要提供一个更大的写入磁场。但是写入磁场越大将导致技术实现越困难，并且将大大增加器件的能耗。

发明内容

针对上述技术现状，本发明旨在提供了一种磁存储器件，其具有磁存储密度高，写入磁场低的优点。

为了实现上述技术目的，本发明人利用如下所述的变磁性效应设计了一种应力辅助磁存储器件。

所述变磁性效应是指：在不同应力作用下，材料的磁有序状态磁性能够从反铁磁(AFM)性转变为铁磁(FM)性，或者从铁磁(FM)性转变为反铁磁(AFM)性，该磁性转变效应称为变磁性效应，具有磁性转变效应的材料称为变磁性材料。

本发明所采用的技术方案为：一种应力辅助磁存储器件，其具有多层膜结构，所述的多层膜结构包括：

衬底层；

变磁性材料层，所述变磁性材料层位于衬底层上，在应力作用下所述变磁性材料的磁性可在反铁磁性、铁磁性间发生转变；

磁性介质层，所述磁性存储层位于变磁性材料层上，具有磁各向异性，用于进行磁性记录；所述磁性介质层与变磁性材料层之间具有耦合作用；

保护层，所述保护层位于磁性记录层上，以保护所述磁性记录层；

所述衬底为柔性衬底，在磁场写入时，柔性衬底受到形变发生装置作用而发生形变、产生应力，变磁性材料在该应力作用下从反铁磁性转变为铁磁性；或者，

所述衬底为铁电材料衬底，该铁电材料衬底连接电压发生装置，在磁场写入时，电压发生装置对铁电材料衬底施加电压，通过压电效应产生应力，变磁性材料在该应力作用下从反铁磁性转变为铁磁性。

所述的柔性衬底材料不限，包括单晶、陶瓷、金属、有机物、塑料等。