[发明专利]一种可实现半加器运算功能的磁算术逻辑器件

权利要求书

1.一种可实现半加器运算功能的磁算术逻辑器件，其特征在于，所述磁算术逻辑器件包括磁性单元、电阻网络和微分负电阻元件；其中两个磁性单元并联，两对微分负电阻元件分别与并联后的磁性单元的左右两组电极和电阻网络的左右两端相连，电流自所述并联后的磁性单元和所述电阻网络的顶端电极流入，从所述并联后的磁性单元的左右两组电极和所述电阻网络的左右两端经过所述微分负电阻元件流出，以磁化方向作为逻辑输入，所述流出的电流数值根据所述磁性单元磁化方向的变化而改变，实现半加器运算的“与”和“异或”逻辑功能。

2.根据权利要求1所述的可实现半加器运算功能的磁算术逻辑器件，其特征在于：所述磁性单元包括顶端、左侧和右侧三个电极，三个电极的形状分别为矩形、圆形和梯形中的一种。

3.根据权利要求2所述的可实现半加器运算功能的磁算术逻辑器件，其特征在于：所述磁性单元中的磁性薄膜是具有垂直磁各向异性的磁性薄膜。

4.根据权利要求3所述的可实现半加器运算功能的磁算术逻辑器件，其特征在于：所述磁性薄膜为MgO\CoFeB\Ta材料组合或者AlO_x\Co\Pt材料组合或者Cu\Co\Pt\Ta材料组合中的一种。

5.根据权利要求3所述的可实现半加器运算功能的磁算术逻辑器件，其特征在于：所述磁性薄膜的磁化方向在电流的作用下翻转。

6.根据权利要求5所述的可实现半加器运算功能的磁算术逻辑器件，其特征在于：所述磁性单元接入所述磁算术逻辑器件的输出端，所述磁性单元的磁化方向取决于所述磁算术逻辑器件输出端电流的大小，实现运算结果的即时写入，在一个时钟周期内完成半加器算术逻辑运算功能和运算结果的存储。

7.根据权利要求1所述的可实现半加器运算功能的磁算术逻辑器件，其特征在于：所述微分负电阻元件的伏安特性曲线中包括斜率为负值的区间。

8.根据权利要求1所述的可实现半加器运算功能的磁算术逻辑器件，其特征在于：所述微分负电阻元件为互补的双极性晶体管、金属-绝缘体相变器件和隧道二极管中的一种。

9.根据权利要求1所述的可实现半加器运算功能的磁算术逻辑器件，其特征在于：所述电阻网络包括顶端、左端和右端三个连接端口。