[发明专利]电致电阻转变功能单元、加密存储器及其数据读出方法

权利要求书

1.一种加密存储器，其特征是：其加密存储单元采用电致电阻转变功能单元；所述电致电阻转变功能单元具有“底电极/介质层/顶电极”三明治结构，底电极与顶电极中的一个电极选用室温磁性导电材料，另一个电极选用非磁性导电材料，介质层选用具有电致电阻转变性质的非磁性材料；

通过在底电极与顶电极之间施加不同方向的电压控制非磁性纳米导电细丝的形成或者磁性纳米导电细丝的形成；

通过调控底电极与顶电极之间施加的电压大小控制不同成分的纳米导电细丝的形成与断开，器件在高、低阻态间切换；

不同成分的纳米导电细丝对磁场的响应行为不同，存在不同的磁电阻效应；

加密存储单元进行写入操作时进行如下定义：

加密存储单元处于由非磁性纳米导电细丝形成的低阻态时，对应存储数字数据信息“0”；

加密存储单元处于由磁性纳米导电细丝形成的低阻态时，对应存储数字数据信息“1”；

在加密存储单元的底电极与顶电极之间施加写入电脉冲，使加密存储单元阻态为低阻态，根据所述定义将器件的低阻态转换为数字信号。

2.如权利要求1所述的加密存储器，其特征是：所述室温磁性导电材料包括Ni、Co、Fe中的一种或两种。

3.如权利要求1所述的加密存储器，其特征是：采用室温磁性导电材料的电极为薄膜状态。

4.如权利要求1所述的加密存储器，其特征是：所述非磁性导电材料包括Pt、Au、Cu中的一种或者几种金属。

5.如权利要求1所述的加密存储器，其特征是：采用非磁性导电材料的电极为薄膜状态。

6.如权利要求1所述的加密存储器，其特征是：所述介质层包括半导体或绝缘体。

7.如权利要求1所述的加密存储器，其特征是：所述介质层材料为HfO₂、Ta₂O₅、ZrO₂、ZnO、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃中的一种。

8.如权利要求1所述的加密存储器，其特征是：所述介质层为薄膜状态。

9.如权利要求1所述的加密存储器，其特征是：所述的电致电阻转变功能单元还包括衬底，所述底电极位于衬底上。

10.如权利要求1至9中任一权利要求所述的加密存储器的读出方法，其特征是：对所述加密存储单元施加读出电压或读出电流，同时对该加密存储单元施加平行于加密存储单元表面的扫描磁场，观察加密存储单元阻值在扫描磁场中的变化：

若加密存储单元阻值没有发生变化，即，没有磁电阻效应，则存储的低阻态是由非磁性纳米导电细丝形成的低阻态，对应的存储数字数据信息为“0”；

若加密存储单元阻值发生明显变化，即，存在磁电阻效应，则存储的低阻态是由磁性纳米导电细丝形成的低阻态，对应的存储数字数据信息为“1”。