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可编程多功能自旋逻辑电路制造技术

2017-09-07 16:59:58 来源:网络 编辑:K027_小凯乐

可编程多功能自旋逻辑电路制造技术
本发明专利技术涉及可编程多功能自旋逻辑电路。在一实施例中,一种自旋逻辑电路可包括:自旋逻辑单元;第一和第二输入控制器,分别响应于各自所接收的输入逻辑电平信号向所述自旋逻辑单元提供第一和第二电流输入;以及读取电路,用于读取所述第一自旋逻辑单元的电阻状态并且将其转换成相应的输出逻辑电平信号。
 
本专利技术总体上涉及磁器件与集成电路领域,更特别地,涉及一种可编程多功能自旋逻辑电路,其可以与现有的CMOS集成电路兼容。在一些实施例中,该可编程多功能自旋逻辑电路还可兼具逻辑运算和非易失性存储这两种功能。
 
磁性隧道结的重用应用之一是磁逻辑器件,也称为自旋逻辑器件。与普通的半导体逻辑器件相比,自旋逻辑器件具有高操作频率、无限重配次数、逻辑信息的非易失性、防辐射、与磁随机存取存储器(MRAM)兼容等优点,因此被认为是替代传统半导体逻辑器件的下一代逻辑器件的有力候选者,得到了广泛和热烈的研究。第一代自旋逻辑器件利用奥斯特磁场来翻转磁性隧道结中的自由磁层的磁矩。具体而言,在磁性隧道结的上方和/或下方形成一条或彼此垂直的两条电流线。当电流流过该电流线时,其产生的奥斯特磁场可以用于翻转自由层的磁矩。然而,这种翻转方式具有效率低、功耗大的缺点,并且奥斯特磁场可能影响周围的器件,因此很少被实际使用。第二代自旋逻辑器件利用自旋转矩转移(STT)效应来翻转磁性隧道结中的自由磁层的磁矩。具体而言,流经磁性隧道结的电流可被参考铁磁层极化成自旋极化电流,自旋极化电流进而可以改变自由铁磁层的磁矩。然而,在这种翻转方式中,翻转电流需要流经磁性隧道结,容易意外击穿隧道结,因此也难以被实际使用。目前,正在热烈研究的是第三代自旋逻辑器件,其包括紧邻磁性隧道结的自由磁层形成的自旋霍尔效应(SHE)层。当面内电流流过SHE层时,产生自旋流,其与和面内电流在相同方向上(平行或反平行)的奥斯特磁场或者等效磁场协同作用,即可翻转自由磁层的磁矩。