一种具有微波放大功能的磁性隧道结制造技术

本发明专利技术公开一种具有微波放大功能的磁性隧道结。该磁性隧道结包括纳米磁性多层膜以及与其连接的电极，其中，磁性多层膜包括：种子层、形成于种子层上面且具有面内磁化状态的第一磁性层、形成于第一磁性层之上的非磁性隔离层、形成于非磁性隔离层之上的具有面外倾斜磁化的磁性自由层；形成于自由层之上的保护层。该隧道结在外加磁场及外加直流电压偏置下，可以实现对一定频段微波信号的放大。该种磁性隧道结尺寸小、结构简单、宽频可调且易于制备。

A magnetic tunnel junction with microwave amplification

【技术实现步骤摘要】
一种具有微波放大功能的磁性隧道结
本专利技术涉及磁性隧道结，特别是一种具有微波放大功能的磁性隧道结。
技术介绍
近年来，随着半导体加工工艺技术的不断提高，要求半导体器件向着轻、薄、短小化等的方向发展；此外，基于科研界对自旋电子学器件的不断研究，到目前为止磁性隧道结(MTJs)已经可以与标准的微纳米加工工艺和标准的CMOS工艺相兼容。MTJs是一种基于电子自旋属性的一类自旋电子学器件，这种器件可根据器件内的磁性薄膜间的磁矩的相对方向来改变自身的电阻状态。MTJs由两层铁磁性薄膜和一层薄的非磁性隔离层构成，其核心结构为铁磁性层/非磁性层/铁磁性层构成的“三明治结构”，一个磁性层磁矩方向固定称为参考层，另一磁性层可称为自由层，自由层的磁矩方向可以在电流和磁场的调控下发生变化。当一个超过阈值的电流通过隧道结时，会引起自由层磁矩的进动。当自由层和参考层磁距的方向平行时，电子可以更容易地隧穿势垒层，在这种状态下，结果具有相对较低的电阻，表现为低阻态；当自由层和参考层的磁距的方向反平行时，电子很难遂穿势垒层，在这种状态下，器件具有相对较高的电阻，表现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有微波放大功能的磁性隧道结，其特征在于，包括磁性多层膜及与多层膜相连接的电极，所述的磁性多层膜包括：非磁性金属材料构成的种子层；形成于种子层上的具有面内平衡磁化状态的第一磁性层(1)；形成于第一非磁性层(1)之上的非磁性隔离层(2)；形成于非磁性隔离层(2)之上具有面外倾斜磁化状态的自由层(3)以及形成在自由层(3)之上保护层(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有微波放大功能的磁性隧道结，其特征在于，包括磁性多层膜及与多层膜相连接的电极，所述的磁性多层膜包括：非磁性金属材料构成的种子层；形成于种子层上的具有面内平衡磁化状态的第一磁性层(1)；形成于第一非磁性层(1)之上的非磁性隔离层(2)；形成于非磁性隔离层(2)之上具有面外倾斜磁化状态的自由层(3)以及形成在自由层(3)之上保护层(6)。


2.如权利要求1所述的具有微波放大功能磁性隧道结，其特征在于，所述的第一磁性层(1)由具有面内平衡磁化状态的磁性材料制成，所述磁性材料优先采用磁性的合金或者化合物，该磁性材料为Fe、Co、Ni、CoFe、NiFe、CoFeB、Fe3O4中的任意一种或两种以上的组合。


3.如权利要求1所述的具有微波放大功能的磁性隧道结，其特征在于，所述的非磁性隔离层(2)采用厚度为0.5～1.0nm的绝缘层，该绝缘层优先采用氧化镁(MgO)或者氧化铝(Al2O3)中的一种。


4.如权利要求1所述的具有微波放大功能的磁性隧道结，其特征在于，所述的具有面外倾斜磁化状态的自由层(3)由磁性材料制成，所述的磁性材料为NiFe、Fe、Co、FeB、CoFeB、Co/Pt、Co/Pd、Co/Ni、CoFeSiB和TeFe...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱可强，曾中明，张新平，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32