用于基于SOT的传感器、存储器和存储设备的包含霍伊斯勒合金的缓冲层、夹层和阻隔层制造技术

技术编号:43840276 阅读:27 留言:0更新日期:2024-12-31 18:36
本公开整体涉及包括铋锑(BiSb)层的自旋轨道转矩(SOT)器件。SOT器件还包括非磁性缓冲层、非磁性夹层、铁磁层和非磁性阻隔层。该阻隔层、夹层和缓冲层中的一者或多者包含多晶非霍伊斯勒合金材料,或霍伊斯勒合金和选自Cu、Ag、Ge、Mn、Ni、Co、Mo、W、Sn、B和In的材料。该霍伊斯勒合金是包含X2YZ的全霍伊斯勒合金或包含XYZ的半霍伊斯勒合金,其中X是Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ru、Rh、Pd、Ag、Ir、Pt和Au中的一种,Y是Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Hf和W中的一种,并且Z是B、Al、Si、Ga、Ge、As、In、Sn、Sb和Bi中的一种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开的实施方案整体涉及包括铋锑(bisb)层的自旋轨道转矩(sot)器件。相关领域的描述bisb层是同时具有巨自旋霍尔效应和高电导率的窄带间隙拓扑绝缘体。bisb是已在各种自旋轨道转矩(sot)器件应用中提出的材料,该材料诸如用于磁阻随机存取存储器(mram)设备和能量辅助磁记录(eamr)写入头的自旋霍尔层。然而,在商业sot应用中使用bisb材料可能存在几个障碍。例如,bisb材料具有低熔点、大晶粒尺寸、由于其膜粗糙度而在热退火时显著的sb迁移问题、难以维持期望的(012)或(001)取向以获得最大的自旋霍尔效应,并且通常是软的且容易被离子研磨损坏。因此,需要一种利用具有期望的晶体取向和高信噪比的bisb层的改进的sot器件。


技术介绍


技术实现思路

1、本公开整体涉及包括铋锑(bisb)层的自旋轨道转矩(sot)器件。该sot器件还包括非磁性缓冲层、非磁性夹层、铁磁层和非磁性阻隔层。该阻隔层、夹层和缓冲层中的一者或多者包括多晶非霍伊斯勒合金材料,或霍伊斯勒合金和选自cu、ag、ge、mn、ni、co、mo、w、s本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种自旋轨道转矩(SOT)器件,所述自旋轨道转矩器件包括:

2.根据权利要求1所述的SOT器件,所述SOT器件还包括第二非磁性层,所述第二非磁性层包含霍伊斯勒合金和选自Cu、Ag、Ge、Mn、Ni、Co、Mo、W、Sn、B和In的材料。

3.根据权利要求2所述的SOT器件,其中所述第二非磁性层与BiSb层接触地设置。

4.根据权利要求2所述的SOT器件,其中所述第一非磁性层是缓冲层,并且其中所述第二非磁性层是夹层。

5.根据权利要求4所述的SOT器件,其中所述夹层具有小于或等于约的厚度,并且其中所述缓冲层具有在约至约之间的厚度。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种自旋轨道转矩(sot)器件,所述自旋轨道转矩器件包括:

2.根据权利要求1所述的sot器件,所述sot器件还包括第二非磁性层,所述第二非磁性层包含霍伊斯勒合金和选自cu、ag、ge、mn、ni、co、mo、w、sn、b和in的材料。

3.根据权利要求2所述的sot器件,其中所述第二非磁性层与bisb层接触地设置。

4.根据权利要求2所述的sot器件,其中所述第一非磁性层是缓冲层,并且其中所述第二非磁性层是夹层。

5.根据权利要求4所述的sot器件,其中所述夹层具有小于或等于约的厚度,并且其中所述缓冲层具有在约至约之间的厚度。

6.根据权利要求1所述的sot器件,所述sot器件还包括:

7.根据权利要求6所述的sot器件,其中所述第一非磁性层还与所述铁磁层接触地设置。

8.根据权利要求1所述的sot器件,其中所述霍伊斯勒合金是包含x2yz的全霍伊斯勒合金,其中x选自:mn、fe、co、ni、cu、ru、rh、pd、ag、ir、pt和au,y选自:ti、v、cr、mn、fe、co、ni、zn、y、zr、nb、mo、hf和w,并且z选自:b、al、si、ga、ge、as、in、sn、sb和bi。

9.根据权利要求1所述的sot器件,其中所述霍伊斯勒合金是包含xyz的半霍伊斯勒合金,其中x选自:mn、fe、co、ni、cu、ru、rh、pd、ag、ir、pt和au,y选自:ti、v、cr、mn、fe、co、ni、zn、y、zr、nb、mo、hf和w,并且z选自:b、al、si、ga、ge、as、in、sn、sb和bi。

10.根据权利要求1所述的sot器件,其中所述多晶非霍伊斯勒合金材料选自:

11.一种磁记录头,所述磁记录头包括根据权利要求1所述的sot器件。

12.一种磁记录设备,所述磁记录设备包括根据权利要求11所述的磁记录头。

13.一种磁阻存储器,所述磁阻存储器包括根据权利要求1所述的sot器件。

14.一种磁性传感器,所述磁性传感器包括根据权利要求1所述的sot器件。

15.一种自旋轨道转矩(sot)器件,所述sot器件包括:

16.根据权利要求15所述的sot器件,其中所述非磁性阻隔层、所述非磁性夹层和所述非磁性缓冲层中的每一者包含霍伊斯勒合金和选自cu、ag、ge、mn、ni、co、mo、w、sn、b和in的材料。

17.根据权利要求15所述的sot器件,所述sot器件还包括设置在所述非磁性缓冲层和所述bisb层之间的成核层,所述成核层包含霍伊斯勒合金和选自cu、ag、ge、mn、ni、co、mo、w、sn、b和in的材料。

18.根据权利要求15所述的sot器件,其中所述霍伊斯勒合金是包含x2yz的全霍伊斯勒合金,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:Q·勒B·R·约克C·黄X·刘冈村进M·A·格里贝吕克X·徐R·G·西蒙斯K·S·何高野公史
申请(专利权)人:西部数据技术公司
类型:发明
国别省市:

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