[发明专利]一种无需外部磁场的自旋轨道矩存储单元

权利要求书

1.一种无需外部磁场的自旋轨道矩存储单元，其特征在于，所述无需外部磁场辅助的自旋轨道矩存储单元包括自旋轨道矩磁隧道结结构，该自旋轨道矩磁隧道结结构包括反铁磁绝缘层、位于所述反铁磁绝缘层上的重金属层、位于所述重金属层上的自由层、位于所述自由层上的隧道势垒层及位于所述隧道势垒层上的参考层、及位于所述参考层上的顶电极；其中，通过在所述重金属层中施加电流以产生自旋流，所述反铁磁绝缘层对所述自由层与所述重金属层之间的DMI进行调节，DMI可以影响磁矩翻转，实现由自旋轨道矩诱导的磁矩定向翻转，从而实现存储单元内自由层的无外磁场辅助的磁矩翻转。

2.根据权利要求1所述的一种无需外部磁场的自旋轨道矩存储单元，其特征在于，所述存储单元还包括保护层，所述保护层位于所述自由层的侧面，用于保护所述自由层。

3.根据权利要求1所述的一种无需外部磁场的自旋轨道矩存储单元，其特征在于，所述参考层和自由层具有垂直磁各向异性。

4.根据权利要求1所述的一种无需外部磁场的自旋轨道矩存储单元，其特征在于，该自旋轨道矩磁隧道结结构的形状为正方形、长方形、圆形、或椭圆形中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种无需外部磁场的自旋轨道矩存储单元，其特征在于，所述反铁磁绝缘层和所述自由层之间存在交换偏置，所述反铁磁绝缘层与所述自由层之间的交换偏置有效场为垂直方向。

6.根据权利要求1所述的一种无需外部磁场的自旋轨道矩存储单元，其特征在于，该自旋轨道矩磁隧道结的数据写入，通过在重金属层中通入正负不同方向的电流，实现对自由层磁化状态的调控，实现数据“0”和“1”的写入。

7.根据权利要求1所述的一种无需外部磁场的自旋轨道矩存储单元，其特征在于，所述自旋轨道矩磁隧道结通过比较一定电压下流过磁隧道结的读取电流和参考电流从而进行数据读取。