一种基于CrOCl材料实现多态存储的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CrOCl材料实现多态存储的方法。利用二维反铁磁绝缘体CrOCl中的磁电耦合效应，通过对隧穿结施加电压脉冲来调控CrOCl磁相变过程中的亚稳态，从而实现使隧穿结的阻态可控地在一定范围内任意切换。本发明专利技术通过改变电压扫描的速度和幅值来决定隧穿结的阻态，并可以通过扫描磁场来擦除隧穿结中存储的信息，在单个器件中可实现一位十进制数据的存储，具有超小体积、超高性能的优点，有大规模应用的潜力。规模应用的潜力。规模应用的潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CrOCl材料实现多态存储的方法


[0001]本专利技术涉及自旋电子学领域，具体涉及在二维磁性材料CrOCl隧穿结中施加特定电场，从而改变隧穿结磁化状态以及隧穿电阻的方法。

技术介绍

[0002]传统自旋电子学是以铁磁材料及其巨磁阻效应为基础，通过外加磁场、电场等来测量并调控铁磁材料自旋极化的方向，从而实现数据的存储、运算和传输。对于绝大多数铁磁材料而言，沿着易磁化轴的两个方向的极化状态在能量上是简并的，而这两个态之间的转换需要克服磁各向异性能，因此需要一定电场或磁场的能量来驱动其发生翻转，这在信息科学的角度上即构成了“0”和“1”两个态。
[0003]近期一系列研究结果表明，相比于铁磁材料，反铁磁材料在自旋电子学应用方面具有更多优秀的特性，是发展新一代自旋电子学器件极有潜力的材料体系。例如，反铁磁材料对外界干扰稳定，即其存储的自旋信息具有非易失性；净磁矩为零故无漏磁，即可实现更小尺寸、更高密度的阵列器件；交换相互作用强，即可实现超快速操作；具有复杂的相变行为，即可构造更多的信息存储态。然而，反铁磁材料的零磁矩也为其信息的写入造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CrOCl材料实现多态存储的方法，其特征在于，步骤包括：1)制备hBN
‑
石墨
‑
CrOCl
‑
石墨
‑
hBN隧穿结器件；2)将器件降温至14K以下，测量隧穿电流随磁场的变化，找出磁相变中回滞最大处对应的磁场B0与回滞消失处对应的磁场B
s
；3)将磁场从B
s
扫描至到B0并将磁场固定于B0处，隧穿结处于
↑↑↑↓↓
高电流态，通过施加电压脉冲将隧穿结调节至
↑↑↑↓↓
高电流态至
↑↑↓↓
低电流态之间的任意阻态，具体阻态由电压脉冲的幅值和扫描速度决定，实现信息写入；施加足够大的电压脉冲使隧穿结阻态到达
↑↑↓↓
低电流态；再通过施加磁场脉冲至B
s
再回到B0，将隧穿结调节回到
↑↑↑↓↓
高电流态，实现信息擦除；或者，将磁场固定在B0，将
↑↑↓↓
态作为基态，通过施加不同的磁场脉冲将阻态调节至
↑↑↓↓
低电流态至
↑↑↑↓↓
高电流态之间的任意阻态，阻值由磁场脉冲的幅值决定，实现信息写入；施加的磁场脉冲峰值超过B
s
时，隧穿结阻态到达
↑↑↑↓↓
态；再施加足够大的电压脉冲擦除隧穿结信息，使其回到
↑↑↓↓
态，实现信息擦除。2.如权利要求1所述的基于CrOCl材料实现多态存储的方法，其特征在于，步骤1)中，首先制备二维层状hBN材料、石墨材料、CrOCl材料，然后再通过干法转移方法分别将hBN材料、石墨材料、CrOCl材料、石墨材料、hBN材料依次放在Si
‑
SiO2衬底上制备得到隧穿结器件。3.如权利要求1所述的基于CrOCl材料实现多态存储的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷平凡，叶堉，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：