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[发明专利]一种基于电场控制多铁异质结中磁畴壁运动的逻辑器件-CN202211602980.3在审
发明人：游龙;李欣;洪正敏;哈努曼·辛格 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-12-13 - 公布日： 2023-03-17 - 主分类号： H10N50/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于电场控制多铁异质结中磁畴壁运动的逻辑器件，属于多铁异质结以及相应器件领域。本发明提供的多铁异质结结构，通过在衬底电极层和其中一个铁磁电极之间施加外电场，在压电衬底层与第一/第二铁磁耦合区之间的耦合作用下，实现磁纳米线中磁畴壁的产生和移动，通过在两个铁磁电极上施加正电压或接地，能够实现两个不同逻辑态的输入。基于两种异质结结构，本发明提出两种逻辑器件，仅用两个逻辑输入端，实现了多种逻辑功能，具有可重构的逻辑功能，能够实现逻辑功能的切换，提升了逻辑器件的集成度；且在大规模集成的过程中，由于没有涉及到电流驱动，具有功耗低的特点。
一种基于电场控制多铁异质结中磁畴壁运动逻辑器件

[发明专利]基于SOT效应的物理不可克隆函数生成方法及系统-CN201910997447.3有效
发明人：游龙;张建;张帅;曹真;李若凡;洪正敏 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2019-10-21 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： G06F21/73 文献下载
摘要：本发明属于自旋信息安全领域。针对现有物理不可克隆函数器件的制作工艺复杂、存在较大安全隐患的技术问题，提供了一种基于SOT效应的物理不可克隆函数生成方法及系统。首先，采用经过光刻、刻蚀等工艺制作的同一批器件构建Hall Bar阵列，对Hall Bar阵列的所有器件进行初始化，并施加相同的写电流；其次，根据给定的地址从所述阵列中任意选择N个器件，获取所述N个器件的反常霍尔电阻；最后，将所述N个器件的反常霍尔电阻进行两两比较，根据比较结果生成响应。本发明通过简单的光刻、刻蚀等工艺制作，得到不同的反常霍尔电阻分布，制备工艺简单且安全性能较高；而且，这样的随机性还可通过改变初始化电流和写电流进行重构，进一步提高了安全性能。
基于 sot 效应物理不可克隆函数生成方法系统

[发明专利]一种基于铁磁材料的电子模拟积分器-CN201910721867.9有效
发明人：游龙;秦汉章;洪正敏 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2019-08-06 - 公布日： 2021-11-19 - 主分类号： G06F30/373 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于铁磁材料的电子模拟积分器，属于自旋电子学及其器件领域，所述积分器包括：自旋流生成层、多畴自由层、非磁性层和固定层；多畴自由层、非磁性层和固定层构成磁性隧道结，位于自旋流生成层上表面；自旋流生成层两个相对的凸出端分别作为积分器的第一电极和第二电极，固定层上表面作为积分器的第三电极；自旋流生成层，用于在输入电流的作用下生成自旋流；多畴自由层，用于在自旋流的自旋轨道力矩作用下发生磁畴壁移动，改变磁化方向，使得电子模拟积分器的电阻发生连续变化，且连续变化与输入电流存在确定的积分关系。本发明的积分器具有非易失性，且采用独立结构，降低了系统复杂性，电路结构简单，易于大规模集成。
一种基于材料电子模拟积分器

[发明专利]一种表面生长有单层石墨烯的单晶铁(111)、其制备和应用-CN202010055690.6有效
发明人： 洪正敏;李若凡;游龙 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2020-01-17 - 公布日： 2021-07-27 - 主分类号： C23C16/26 文献下载
摘要：本发明属于自旋电子学领域，更具体地，涉及一种表面生长有单层石墨烯的单晶铁、其制备和应用。将表面清洁的铁样品置于含有烃类气体的真空环境中，通过解离吸附的方法，该铁样品从烃类气体中夺取碳元素，在Fe(111)表面上生长出单层石墨烯。由于石墨烯的存在，单晶Fe(111)可以保持其原有的性能，防止与空气中的氧气发生反应。由于Fe结构的独特性质，大量随机取向的畴壁被观察到，这样高质量的自旋器件可以简单地通过在铁表面上生长单层石墨烯来制造，在以后的研究中这种器件有望应用于存储领域或者逻辑计算领域。
一种表面生长单层石墨单晶铁 111 制备应用

[发明专利]一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法-CN201910938009.X有效
发明人：游龙;曹真;李若凡;张帅;洪正敏 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2019-09-29 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： H01L43/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法，属于信息安全领域。包括：在具有SOT效应的器件中的各非易失器件的第一对底电极通入复位电流脉冲，同时加外磁场，使得各非易失器件中铁磁层的磁畴磁化方向相同；保持磁场不变，在各非易失器件的第一对底电极通入与复位电流脉冲方向相反的置位电流脉冲，使得各非易失器件的磁畴壁产生随机性的移动；在各非易失器件的第一对底电极通入测试电流，读取各非易失器件的反常霍尔电阻；将组成具有SOT效应的器件的各个非易失器件阵列的反常霍尔电阻转化为二进制密码，从而实现可重构PUF。本发明利用电流或者磁场作用于磁畴壁，推动磁畴壁随机性移动，该PUF结构简单，随机性即安全性有保障。
一种基于随机性磁畴壁移动可重构 puf 构造方法

[发明专利]基于可控纳米裂纹实现的互补电阻开关器件及其控制方法-CN201910139216.9有效
发明人：游龙;郭喆;罗强;洪正敏 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2019-02-25 - 公布日： 2021-01-19 - 主分类号： B81B3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于可控纳米裂纹实现的互补电阻开关器件及其控制方法，其中，互补电阻开关器件包括由上至下依次设置的金属电极、合金薄膜和铁电材料，金属电极与合金薄膜的尺寸相同，金属电极包括对称分布的第一金属电极和第二金属电极，第一金属电极和第二金属电极之间有一条长方形间隙。其控制方法包括：在第一金属电极和第二金属电极上施加循环电压，在间隙两边的合金薄膜上产生裂纹，通过控制循环电压调控裂纹的开闭。
基于可控纳米裂纹实现互补电阻开关器件及其控制方法

[发明专利]一种基于分离磁性隧道结与探针磁读写头的磁性存储装置-CN201810750103.8有效
发明人：游龙;洪正敏;李仕豪 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2018-07-10 - 公布日： 2020-09-08 - 主分类号： G11C11/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于分离磁性隧道结与探针磁读写头的磁性存储装置，磁性存储装置的磁读写头和存储介质相互分离；磁读写头为探针结构；分离磁性隧道结的固定层位于磁读写头的尖端处，分离磁性隧道结的自由层位于存储介质的表面，分离磁性隧道结的隧穿层位于固定层表面、自由层表面中至少一个。本发明把磁性隧道结中自由层和固定层分开，将固定层制作在纳米级别探针结构的磁读写头上，将自由层制作在存储介质上，分别用作读写和数据存储功能，降低了工艺难度和成本，简化了磁读写头的结构，实现了读写一体化，通过缩小磁读写头的尺寸实现了高密度存储。
一种基于分离磁性隧道探针读写存储装置

[发明专利]一种可编程化的纳米探针存储器、其制备和使用方法-CN202010053576.X在审
发明人： 洪正敏;李若凡;游龙 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2020-01-17 - 公布日： 2020-07-10 - 主分类号： H01L43/08 文献下载
摘要：本发明属于亚10纳米尺寸范围内信息处理和存储领域，更具体地，涉及一种可编程化的纳米探针存储器、其制备和使用方法。其包括基于STT效应的磁性隧道结的核心结构；本发明的存储器其存储单元包括纳米尺寸的探针端和介质端，所述第一磁性层/隧穿绝缘层/第二磁性层构成的三层膜结构分布在所述探针端和/或介质端中，形成半磁性隧道结探针结构或一体化全磁性隧道结探针结构；该存储器单元工作时，所述探针端和介质端发生接触并形成通路，以进行读写操作。该存储器集NEMS和自旋电子技术优点于一身，且证明了放置在NEMS元件上的纳米器件可以作为高度可伸缩、非易失性和鲁棒控制的存储器。
一种可编程纳米探针存储器制备使用方法

[发明专利]一种基于可控纳米裂纹的器件及其制备方法和控制方法-CN201810133187.0有效
发明人：游龙;罗强;郭喆;洪正敏 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2018-02-07 - 公布日： 2019-09-06 - 主分类号： B81B7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于可控纳米裂纹的器件及其制备方法和控制方法，其中，基于可控纳米裂纹的器件包括铁电材料、金属间合金薄膜和金属电极，所述金属电极包括第一金属电极、第二金属电极和第三金属电极，所述金属间合金薄膜位于铁电材料上方，所述第一金属电极和第二金属电极位于金属间合金薄膜的上方的两端，所述第三金属电极位于铁电材料的上方或者下方。本发明的基于可控纳米裂纹的器件在断开状态下不存在漏点的风险，同时具有非易失性、可重复性、低功耗以及抗疲劳性，此外还具有巨大的开关比以及良好的稳定性，作为存储器具备长期保存数据的能力。
金属电极纳米裂纹可控金属间合金铁电材料薄膜制备存储器长期保存断开状态非易失性抗疲劳性可重复性低功耗开关比漏点

[发明专利]一种基于3D堆叠式多隧道结的磁性忆阻器-CN201810776305.X在审
发明人：游龙;洪正敏;曾逸 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2018-07-16 - 公布日： 2018-12-21 - 主分类号： H01L43/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于3D堆叠式多隧道结的磁性忆阻器，包括n层磁性层和(n‑1)层绝缘层，磁性层和绝缘层交替设置，其中，n为大于等于2的整数，一层绝缘层及其上下层磁性层构成一个隧道结，n层磁性层和(n‑1)层绝缘层构成(n‑1)个隧道结。本发明提出的基于多层磁性薄膜的多值存储器，可以满足存储技术中高密度、多值存储、小尺寸、轻薄化和低功耗的要求。本发明的结构是一种磁性层与绝缘层交替叠加的磁性薄膜结构，可以看成多个磁性隧道结串联而成，本发明采用的是自旋流的自旋力矩转移效应翻转，其特点是功耗更低，无需外加磁场，且大小可以通过电流控制。
绝缘层磁性层隧道结磁性薄膜堆叠式忆阻器自旋磁性隧道结多值存储器存储技术电流控制多值存储交替叠加交替设置外加磁场低功耗轻薄化上下层翻转多层功耗串联

[发明专利]一种基于铁磁材料的忆阻器件-CN201810051734.0在审
发明人：游龙;张帅;李若凡;洪正敏 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2018-01-19 - 公布日： 2018-07-27 - 主分类号： H01L43/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于铁磁材料的忆阻器件，具有多层薄膜结构，并且包括一个铁磁层，或者包括一个由第一铁磁层、非磁性层以及第二铁磁层构成的MTJ或自旋阀结构；基于SOT效应或者STT效应，通过向忆阻器件施加电流可以使得铁磁层或者MTJ或自旋阀结构中的第一铁磁层的磁畴状态发生改变，从而实现器件的阻值在高阻态和低阻态之间的连续变化，进而实现信息的存储、运算、神经网络和人工智能。本发明提供的忆阻器件使用铁磁材料，并且基于SOT效应或者STT效应，利用铁磁材料的磁畴状态的改变实现信息的存储，一方面具有较好的读写性能，另一方面具有较好的耐久性；同时，本发明提出的忆阻器件的结构为多层薄膜结构，器件尺寸小，能够实现很高的集成度。
铁磁层铁磁材料多层薄膜结构自旋阀结构磁畴存储人工智能读写性能非磁性层器件使用神经网络施加电流集成度低阻态高阻态运算

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