[发明专利]具有细长自由层的磁结及其提供方法和包括其的磁存储器

权利要求书

1.一种磁结，所述磁结位于基底上并可用于磁性装置中，所述磁结包括：

参考层；

非磁性间隔层；以及

自由层，所述非磁性间隔层位于参考层和自由层之间，自由层具有在第一方向上的长度、在第二方向上的宽度、长宽比和交换刚度，所述长宽比为长度除以宽度且至少为2，所述交换刚度大于3×10^-6erg/cm，使得自由层在不超过临界尺寸的情况下保持热稳定；

其中，磁结被构造成使得当写入电流经过磁结时，自由层在多个稳定磁状态之间是可切换的。

2.如权利要求1所述的磁结，其中，自由层具有基本上与长度和宽度垂直的厚度，所述厚度至少为1.5纳米且不超过2纳米。

3.如权利要求1所述的磁结，其中，自由层基本上无玻璃促进成分。

4.如权利要求1所述的磁结，其中，所述宽度不超过20纳米。

5.如权利要求4所述的磁结，其中，所述宽度不超过16纳米。

6.如权利要求1所述的磁结，其中，自由层包括Fe、Co、SmCo₅、MnGe、Co₂FeSi、Co₂MnSi、Fe_xCo_1-x中的至少一种，其中x至少为0.5且小于0.65。

7.如权利要求1所述的磁结，其中，自由层具有椭圆形的占用区域。

8.如权利要求1所述的磁结，其中，参考层和非磁性间隔层具有所述长宽比。

9.如权利要求1所述的磁结，其中，自由层具有至少100的热稳定常数。

10.如权利要求1所述的磁结，所述磁结还包括：

附加的非磁性间隔层，自由层位于非磁性间隔层和所述附加的非磁性间隔层之间；以及

附加的参考层，所述附加的非磁性间隔层位于自由层和所述附加的参考层之间。

11.一种磁存储器，所述磁存储器包括：

多个磁存储单元，所述多个磁存储单元中的每个包括至少一个磁结，所述至少一个磁结包括参考层、非磁性间隔层和自由层，所述非磁性间隔层位于参考层和自由层之间，自由层具有在第一方向上的长度、在第二方向上的宽度、长宽比和交换刚度，所述长宽比为长度除以宽度且至少为2，所述交换刚度大于3×10^-6erg/cm，使得自由层在不超过临界尺寸的情况下保持热稳定，磁结被构造成使得当写入电流经过磁结时，自由层在多个稳定磁状态之间是可切换的；以及

多条位线，与所述多个磁存储单元结合。

12.一种用于提供位于基底上并且可用在磁装置中的磁结的方法，所述方法包括以下步骤：

设置参考层；

设置非磁性间隔层；以及

设置自由层，所述非磁性间隔层位于参考层和自由层之间，自由层具有在第一方向上的长度、在第二方向上的宽度、长宽比和交换刚度，所述长宽比为长度除以宽度且至少为2，所述交换刚度大于3×10^-6erg/cm，使得自由层在不超过临界尺寸的情况下保持热稳定；

其中，磁结被构造成使得当写入电流经过磁结时，自由层在多个稳定磁状态之间是可切换的。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述宽度不超过20纳米。

14.如权利要求12所述的方法，其中，自由层具有椭圆的占用区域。

15.如权利要求12所述的方法，其中，参考层和非磁性间隔层具有所述长宽比。