基于斯格明子的自旋忆阻突触器件制造技术

本发明专利技术公开了一种基于斯格明子的自旋忆阻突触器件，其包括：两端口存在自旋霍尔角的重金属层；位于重金属层上的磁性自由层，所述磁性自由层被划分为隧道结区和斯格明子存储区域，所述隧道结区和所述斯格明子存储区之间设置有阻碍斯格明子自由移动的阻隔件；依次设置于隧道结区上的绝缘势垒层、磁性钉扎层和金属顶电极；其中，所述金属顶电极被配置为连接初始化电流以在所述隧道结区产生斯格明子，所述重金属层被配置为连接写入电流以驱动斯格明子在所述隧道结区和所述斯格明子存储区之间移动，所述金属顶电极还被配置为连接读出电流以读取所述隧道结区的电导。本发明专利技术提供的自旋忆阻突触器件具有读写能耗低、稳定性高、电导态数目相对多的优点。导态数目相对多的优点。导态数目相对多的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于斯格明子的自旋忆阻突触器件


[0001]本专利技术属于磁性元件
，具体涉及一种利用拓扑保护的基于斯格明子的自旋忆阻突触器件。

技术介绍

[0002]忆阻器是在电阻、电容和电感之后的第四种电路基本元件，近年来其非易失性、优秀的读取写入能耗比和写入速率吸引了许多研究。同时，传统的冯诺依曼架构计算机的低能耗效率运存分离体系已经愈来愈不能满足人们对高性能计算的需求，类脑神经形态计算被视为传统冯诺依曼架构最有潜力的竞争对手而得到了快速的发展。
[0003]类脑神经形态计算通过人工神经网络的构建来实现识别等高性能计算，人工神经网络包含人工神经元与人工突触两类器件，神经元有着非线性响应的特性，而突触具有储存权重的功能，是实现存算一体高能效计算的最关键器件。忆阻器是突触器件的最有利实现方式，忆阻器的非易失性可变电导可以作为可变突触权重，低的写入读取功耗又使其十分利于大集成度的网络构建。因此，忆阻器作为神经网络突触在近年来吸引了一大批研究。
[0004]自旋电子学器件具有本征可变的电阻，其不同电导态在稳定性、写入读取功耗方面具有独特的优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于斯格明子的自旋忆阻突触器件，其特征在于，包括：两端口存在自旋霍尔角的重金属层；位于所述重金属层上的磁性自由层；所述磁性自由层被划分为隧道结区和斯格明子存储区域，所述隧道结区和所述斯格明子存储区之间设置有阻碍斯格明子自由移动的阻隔件；依次设置于所述隧道结区上的绝缘势垒层、磁性钉扎层和金属顶电极；其中，所述金属顶电极被配置为连接初始化电流以在所述隧道结区产生斯格明子，所述重金属层被配置为连接写入电流以驱动斯格明子在所述隧道结区和所述斯格明子存储区之间移动，所述金属顶电极还被配置为连接读出电流以读取所述隧道结区的电导。2.根据权利要求1所述的自旋忆阻突触器件，其特征在于，所述阻隔件为位于所述磁性自由层上的高垂直磁各向异性势垒层，所述高垂直磁各向异性势垒层在所述磁性自由层的宽度方向上的长度未完全覆盖所述磁性自由层。3.根据权利要求2所述的自旋忆阻突触器件，其特征在于，所述高垂直磁各向异性势垒层的材料为CoFeB/MgO、Fe/MgO、[Co/Pt]、FeB/MgO或Co。4.根据权利要求3所述的自旋忆阻突触器件，其特征在于，所述高垂直磁各向异性势垒层的厚度为1nm～100nm。5.根据权利要求1所述的自旋忆阻突触器件，其特征在于，所述阻隔件为设置于所述磁性自由层中的纳米线，所述纳米线的一端连接所述隧道结区，另一端连接所述斯格明...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾中明，李荣鑫，张宝顺，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：