[发明专利]具有插入层的磁性结和使用该磁性结的磁存储器

权利要求书

1.一种在磁性器件中使用的磁性结，包括:

基准层；

非磁间隔层；和

自由层，所述非磁间隔层位于所述基准层和所述自由层之间，所述磁性结被配置为使得当写入电流流经所述磁性结时所述自由层在多个稳定的磁状态之间可切换，

其中所述磁性结的一部分包括至少一个磁性子结构，所述磁性子结构包括至少一个Fe层和至少一个非磁插入层，所述至少一个Fe层与所述至少一个非磁插入层共享至少一个界面，所述至少一个非磁插入层中的每个非磁插入层由I、Hf、Bi、Zn、Mo、Ag、Cd、Os和In中的至少一种组成，从而提供用于切换所述自由层的磁矩的自旋轨道矩。

2.根据权利要求1所述的磁性结，其中包括所述至少一个磁性子结构的所述磁性结的所述部分是所述自由层和所述基准层中的至少之一。

3.根据权利要求2所述的磁性结，其中所述至少一个磁性子结构包括多个磁性子结构。

4.根据权利要求2所述的磁性结，其中所述至少一个Fe层包括第一Fe层和第二Fe层，所述至少一个非磁插入层中的非磁插入层位于所述第一Fe层和所述第二Fe层之间，所述至少一个界面包括所述第一Fe层和所述非磁插入层之间的第一界面和所述第二Fe层和所述非磁插入层之间的第二界面，所述第一Fe层与所述第二Fe层铁磁地耦合。

5.根据权利要求2所述的磁性结，其中所述至少一个非磁插入层包括第一非磁插入层和第二非磁插入层，所述至少一个Fe层中的Fe层位于所述第一非磁插入层和所述第二非磁插入层之间，所述至少一个界面包括所述第一非磁插入层和所述Fe层之间的第一界面和所述第二非磁插入层和所述Fe层之间的第二界面。

6.根据权利要求2所述的磁性结，其中所述自由层和所述基准层中的至少之一包括极化增强层，所述至少一个Fe层与所述极化增强层铁磁地耦合。

7.根据权利要求6所述的磁性结，其中所述自由层包括所述至少一个磁性子结构，并且其中所述自由层包括额外的极化增强层，所述至少一个磁性子结构在所述极化增强层和所述额外的极化增强层之间，并且所述至少一个Fe层与所述额外的极化增强层铁磁地耦合。

8.根据权利要求7所述的磁性结，其中所述额外的极化增强层比所述极化增强层厚。

9.根据权利要求2所述的磁性结，还包括:

额外的基准层；和

额外的非磁间隔层，所述额外的非磁间隔层在所述额外的基准层和所述自由层之间。

10.根据权利要求9所述的磁性结，其中所述额外的基准层包括至少一个额外的磁性子结构，所述至少一个额外的磁性子结构包括至少一个额外的Fe层和至少一个额外的非磁插入层，所述至少一个额外的Fe层与所述至少一个额外的非磁插入层共享至少一个额外的界面，所述至少一个额外的非磁插入层中的每个层由W、I、Hf、Bi、Zn、Mo、Ag、Cd、Os和In中的至少一种组成。

11.根据权利要求2所述的磁性结，还包括：导电盖层。

12.根据权利要求2所述的磁性结，其中所述自由层包括所述至少一个磁性子结构，并且其中所述自由层包括多个软磁层和至少一个硬磁层，所述至少一个硬磁层对应于所述至少一个Fe层，所述至少一个Fe层与所述多个软磁层铁磁地耦合，并且所述至少一个Fe层具有面外退磁能和超过面外退磁能的垂直磁各向异性能。

13.根据权利要求1所述的磁性结，其中所述至少一个磁性子结构邻近所述自由层，并且配置为由于在与所述磁性结的至少一个磁性子结构和自由层之间的方向实质上垂直的方向上穿过所述至少一个磁性子结构的电流而对所述自由层施加自旋轨道矩，所述自由层配置为使用至少所述自旋轨道矩可切换。