[发明专利]纳米线的构筑方法及数据存储方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米器件及纳米加工技术领域，具体而言，涉及一种纳米线的构筑方法及数据存储方法。

背景技术

基于AMR效应的种类繁多的磁传感器已经在工业界得到广泛应用，特别是在信息技术领域，1984年利用AMR效应首次实现了信息的高密度磁存储，在当时具有划时代的意义。近年来人们发展了很多新型信息材料和器件。如闪存、阻变存储器(RRAM)、磁记录等。

在同一个器件中同时实现阻态和铁磁性的可控调制，以获得新型多功能存储器件，实现存储器件的多态操作以及多值存储一直是当前的研究热点，但是具体如何实现还没有定论。因此，目前的信息领域急需一种能够在简单的结构中实现多态操作以及多值存储的方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种纳米线的构筑方法及数据存储方法，以提供一种能够在简单的结构中实现多态操作以及多值存储的方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种纳米线的构筑方法，包括以下步骤：S1，在衬底上顺序层叠设置下电极层、绝缘层和上电极层，且上电极层或下电极层为铁磁电极层；S2，向铁磁电极层上施加正扫描电压，使下电极层与上电极层之间具有正电势差，形成纳米线。

进一步地，形成铁磁电极层的材料为Fe、Co或者Ni，优选铁磁电极层的厚度为30～60nm。

进一步地，当上电极层为铁磁电极层时，形成下电极层的材料为Pt，优选下电极层的厚度为30～60nm；或当下电极层为铁磁电极层时，形成上电极层的材料为Pt，优选上电极层的厚度为30～60nm。

进一步地，绝缘层为TiO₂层、HfO₂层或TiO₂层与HfO₂的混合层，优选绝缘层的厚度为10～30nm。

进一步地，在步骤S1中，采用沉积工艺在衬底上形成下电极层，优选形成下电极层的沉积工艺为磁控溅射、离子束溅射或电子束蒸发。

进一步地，在步骤S1中，采用沉积工艺在下电极层上形成绝缘层，优选形成绝缘层的沉积工艺为原子层沉积、磁控溅射或离子束溅射。

进一步地，在步骤S1中，采用沉积工艺在绝缘层上形成上电极层，优选形成上电极层的沉积工艺为磁控溅射、离子束溅射或电子束蒸发。

进一步地，在步骤S1之前，构筑方法还包括在衬底表面设置种子层的步骤，下电极层设置在种子层上。

进一步地，形成种子层的材料为Ti，优选种子层的厚度为5～10nm。

进一步地，采用沉积工艺在衬底表面形成种子层，优选形成种子层的沉积工艺为磁控溅射、离子束溅射或电子束蒸发。

进一步地，在步骤S2中，上电极层为铁磁电极层，使下电极层接地，并向上电极层施加正扫描电压，以使上电极层与之间下电极层产生电势差；或下电极层为铁磁电极层，使上电极层接地，并向下电极层施加正扫描电压，以使下电极层与上电极层之间产生电势差。

进一步地，在步骤S2之后，构筑方法还包括以下步骤：S3，向铁磁电极层上施加负扫描电压，使下电极层与上电极层之间具有负电势差，以使纳米线断裂。

根据本发明的另一方面，提供了一种数据存储方法，包括：利用上述的构筑方法中的下电极层、绝缘层和上电极层构成存储器；利用上述的构筑方法形成纳米线；向存储器中的铁磁电极层上施加负扫描电压，使下电极层与上电极层之间具有负电势差，以使纳米线在形成和断裂之间切换，并进行数据存储。

进一步地，向存储器的铁磁电极层上施加正扫描电压的过程中，同时利用半导体测试仪测试存储器的电阻值，电阻值由10⁵～10⁷数量级跳变至10²数量级时，此时的正扫描电压的电压值为临界电压值，当正扫描电压的电压值达到临界电压值时，停止施加正扫描电压并开始向铁磁电极层上施加负扫描电压，以实现纳米线在形成和断裂之间的切换。