[发明专利]全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件及制备方法

权利要求书

1.一种全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件，其中，顺次制作包括：基片、平滑层、垂直易磁化层、重金属层、面内易磁化层和覆盖层；

所述垂直易磁化层的材料为垂直磁各向异性Mn基铁磁金属或亚铁磁金属，包括L1₀-MnGa、L1₀-MnAl、D0₂₂-Mn₃Ga或D0₂₂-Mn₃Ge中的一种或多种；所述垂直易磁化层的厚度为1～4nm；所述垂直易磁化层的易磁化轴沿面外方向。

2.根据权利要求1所述的一种全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件，其中，所述重金属的材料为Pt、Ta、W、Pd或其他具有强自旋轨道耦合的重金属材料；所述重金属层的厚度为1-3nm。

3.根据权利要求1所述的一种全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件，其中，面内易磁化层的材料为Fe、Co、CoFe、Co₂MnSi或Co₂FeAl，厚度为2-6nm。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件，其中，所述基片的材料为GaAs、Si、玻璃、MgO、蓝宝石或SiC中的一种或多种；所述平滑层的材料为GaAs、Si、MgO、Cr、InAs、InGaAs、AlGaAs、Al、Ta、CoGa或Pd中的一种或多种；所述覆盖层的材料为Pt、Ta、Al或Pd中的一种或多种，所述覆盖层的厚度为1.5-3nm。

5.一种全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件的制备方法，包括如下步骤：

取一基片；

在基片上顺次制作垂直易磁化层、重金属层、面内易磁化层和覆盖层，形成磁性多层膜结构；

将磁性多层膜结构置于真空下磁场退火，完成制备；

其中，垂直易磁化层的材料为垂直磁各向异性Mn基铁磁金属或亚铁磁金属，包括L1₀-MnGa、L1₀-MnAl、D0₂₂-Mn₃Ga或D0₂₂-Mn₃Ge中的一种或多种；垂直易磁化层的厚度为1～4nm；垂直易磁化层的易磁化轴沿面外方向。

6.根据权利要求5所述一种全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件的制备方法，其中，重金属层为具有强自旋轨道耦合的重金属材料为Pt、Ta、W、Pd或其他具有强自旋轨道耦合的重金属材料；重金属层的厚度为1-3nm。

7.根据权利要求5所述的一种全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件的制备方法，其中，基片的材料为GaAs、Si、玻璃、MgO、蓝宝石或SiC中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的一种全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件的制备方法，其中，平滑层的材料为GaAs、Si、MgO、Cr、InAs、InGaAs、AlGaAs、Al、Ta、CoGa或Pd中的一种或多种。

9.根据权利要求5所述一种全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件的制备方法，其中，面内易磁化层的材料为Fe、Co、CoFe、Co₂MnSi或Co₂FeAl中的一种或多种；面内易磁化层的厚度为2-6nm。

10.根据权利要求5所述一种全电学调控的多功能自旋轨道力矩型器件的制备方法，其中，覆盖层的材料为Pt、Ta、Al或Pd；覆盖层的厚度为1.5-3nm。