公开(公告)号：US20070085068A1

公开(公告)日：2007-04-19

申请号：US11251428

申请日：2005-10-14

申请人： Dmytro Apalkov ,  Zhitao Diao ,  Yunfei Ding ,  Yiming Huai

发明人： Dmytro Apalkov ,  Zhitao Diao ,  Yunfei Ding ,  Yiming Huai

IPC分类号： H01L47/00 ,  H01L29/00

CPC分类号： H01L43/08 ,  B82Y25/00 ,  G11C11/16 ,  H01F10/3227 ,  H01F10/3254 ,  H01F10/3259 ,  H01F10/3263 ,  H01F10/3272 ,  H01F10/3286 ,  H01L43/10

摘要： A method and system for providing a magnetic element and a memory incorporating the magnetic element is described. The method and system for providing the magnetic element include providing a pinned layer, a spacer layer, and a free layer. The free layer includes granular free layer having a plurality of grains in a matrix, the spacer layer residing between the pinned layer and the free layer. The magnetic element is configured to allow the granular free layer to be switched due to spin-transfer when a write current is passed through the magnetic element.

摘要翻译： 描述了一种用于提供磁性元件的方法和系统以及结合有磁性元件的存储器。 用于提供磁性元件的方法和系统包括提供钉扎层，间隔层和自由层。 自由层包括在矩阵中具有多个晶粒的颗粒状自由层，间隔层位于被钉扎层和自由层之间。 磁性元件配置成当写入电流通过磁性元件时由于自旋转移而允许粒状自由层被切换。

公开(公告)号：US09082534B2

公开(公告)日：2015-07-14

申请号：US13779734

申请日：2013-02-27

申请人： Roman Chepulskyy ,  Dmytro Apalkov

发明人： Roman Chepulskyy ,  Dmytro Apalkov

IPC分类号： H01F1/147 ,  H01F10/32 ,  G11C11/15 ,  H01F1/01 ,  G01R33/09 ,  B82Y25/00 ,  G11C11/16 ,  H01L43/08 ,  H01L43/10 ,  H01L27/22

CPC分类号： H01F1/01 ,  B82Y25/00 ,  G01R33/091 ,  G01R33/098 ,  G11C11/16 ,  G11C11/161 ,  H01F10/3254 ,  H01F10/3259 ,  H01F10/3268 ,  H01F10/3286 ,  H01L27/228 ,  H01L43/08 ,  H01L43/10 ,  Y10T428/1114 ,  Y10T428/115

摘要： A material composition for forming a free layer in a STT structure (such as a single or dual MTJ structure) can include CoxFeyMz, where M is a non-magnetic material that assists in forming a good crystalline orientation and matching between the free layer and an MgO interface. The material M preferably either does not segregate to the MgO interface or, if it does segregate to the MgO interface, it does not significantly reduce the PMA of the free layer. The free layer can further include a connecting layer, where M is attracted to the insertion layer during annealing. The free layer can include a graded composition of CoxFeyMz, where z changes within the free layer.

摘要翻译： 用于在STT结构（例如单个或双重MTJ结构）中形成自由层的材料组合物可以包括CoxFeyMz，其中M是有助于形成良好的晶体取向的非磁性材料，并且自由层与 MgO界面。 材料M优选不分离到MgO界面，或者如果它分离到MgO界面，则其不会显着降低自由层的PMA。 自由层还可包括连接层，其中M在退火期间被吸引到插入层。 自由层可以包括CoxFeyMz的分级组成，其中z在自由层内变化。

公开(公告)号：US08890569B2

公开(公告)日：2014-11-18

申请号：US13557376

申请日：2012-07-25

申请人： Dmytro Apalkov ,  Eugene Chen ,  Kaveh Milaninia

发明人： Dmytro Apalkov ,  Eugene Chen ,  Kaveh Milaninia

IPC分类号： B82Y25/00 ,  H01L43/02 ,  H01L27/22 ,  H03K19/08 ,  H01L43/12

CPC分类号： H01L27/224 ,  H01L43/08 ,  H01L43/12 ,  Y10S977/74

摘要： A method and system provide and program a nonvolatile logic device. The nonvolatile logic device includes input and output magnetic junctions and at least one magnetic junction between the input and output magnetic junctions. The input magnetic junction includes an input junction free layer having an input junction easy axis. The input magnetic junction may be switchable using a current driven through the magnetic junction. The output magnetic junction includes an output junction free layer having an output junction easy axis. Each of the magnetic junction(s) includes a free layer having an easy axis. The input magnetic junction is magnetically coupled to the output magnetic junction through the magnetic junction(s). In some aspects, the method includes switching the magnetic moment(s) of the input magnetic junction from a first state to a second state, applying and then removing magnetic field(s) along the hard axis of the at least one magnetic junction.

摘要翻译： 方法和系统提供和编程非易失性逻辑器件。 非易失性逻辑器件包括输入和输出磁结以及输入和输出磁性结之间的至少一个磁结。 输入磁结包括具有输入结易轴的输入结自由层。 可以使用通过磁结驱动的电流来切换输入磁结。 输出磁结包括具有输出结容易轴的输出结自由层。 每个磁结包括具有容易轴的自由层。 输入磁结通过磁结磁耦合到输出磁结。 在一些方面，该方法包括将输入磁结的磁矩从第一状态切换到第二状态，施加沿着至少一个磁结的硬轴去除磁场。

公开(公告)号：US20140151830A1

公开(公告)日：2014-06-05

申请号：US13691873

申请日：2012-12-03

申请人： Dmytro Apalkov ,  Vladimir Nikitin ,  Mohamad Towfik Krounbi

发明人： Dmytro Apalkov ,  Vladimir Nikitin ,  Mohamad Towfik Krounbi

IPC分类号： H01L29/82 ,  H01L29/66

CPC分类号： H01L27/222 ,  G11C11/161 ,  G11C11/1675 ,  G11C11/5607 ,  H01L43/08 ,  H01L43/12

摘要： A method and system provide a magnetic junction usable in a magnetic device. The magnetic junction includes a pinned layer, a nonmagnetic spacer layer, and a free layer. The nonmagnetic spacer layer is between the pinned layer and the free layer. The free layer has a gradient in a critical switching current density (Jc0) such that a first Jc0 of a first portion of the free layer is lower than a second Jc0 of a second portion of the free layer. The second portion of the free layer is further from the nonmagnetic spacer layer than the first portion is. The magnetic junction is configured such that the free layer is switchable between a plurality of stable magnetic states when a write current is passed through the magnetic junction.

摘要翻译： 一种方法和系统提供可用于磁性装置的磁结。 磁结包括钉扎层，非磁性间隔层和自由层。 非磁性间隔层位于被钉扎层和自由层之间。 自由层具有临界开关电流密度（Jc0）的梯度，使得自由层的第一部分的第一Jc0低于自由层的第二部分的第二部分Jc0。 自由层的第二部分比第一部分更远离非磁性间隔层。 磁结被配置为使得当写入电流通过磁结时，自由层可在多个稳定磁状态之间切换。

公开(公告)号：US20140056061A1

公开(公告)日：2014-02-27

申请号：US13851591

申请日：2013-03-27

申请人： Alexey Vasilyevitch Khvalkovskiy ,  Dmytro Apalkov ,  Mohamad Towfik Krounbi

发明人： Alexey Vasilyevitch Khvalkovskiy ,  Dmytro Apalkov ,  Mohamad Towfik Krounbi

IPC分类号： H01L43/02 ,  G11C11/16 ,  H01L43/12

CPC分类号： H01L43/02 ,  G11C11/16 ,  G11C11/161 ,  G11C11/1659 ,  G11C11/1675 ,  G11C11/18 ,  H01F10/3263 ,  H01F10/3286 ,  H01F10/329 ,  H01F41/325 ,  H01L27/228 ,  H01L43/08 ,  H01L43/12

摘要： A magnetic memory is described. The magnetic memory includes dual magnetic junctions and spin-orbit interaction (SO) active layer(s). Each dual magnetic junction includes first and second reference layers, first and second nonmagnetic spacer layers and a free layer. The free layer is magnetic and between the nonmagnetic spacer layers. The nonmagnetic spacer layers are between the corresponding reference layers and the free layer. The SO active layer(s) are adjacent to the first reference layer of each dual magnetic junction. The SO active layer(s) exert a SO torque on the first reference layer due to a current passing through the SO active layer(s) substantially perpendicular to a direction between the SO active layer(s) and the first reference layer. The first reference layer has a magnetic moment changeable by at least the SO torque. The free layer is switchable using a spin transfer write current driven through the dual magnetic junction.

摘要翻译： 描述磁存储器。 磁存储器包括双重磁共轭和自旋轨道相互作用（SO）活性层。 每个双磁性结包括第一和第二参考层，第一和第二非磁性间隔层和自由层。 自由层是磁性的并且在非磁性间隔层之间。 非磁性间隔层位于相应的参考层和自由层之间。 SO活性层与每个双磁性结的第一参考层相邻。 SO活性层由于电流通过基本上垂直于SO活性层和第一参考层之间的方向的SO活性层而在第一参考层上施加SO转矩。 第一参考层具有可通过至少SO转矩改变的磁矩。 自由层可以使用通过双磁性结驱动的自旋转移写入电流进行切换。

公开(公告)号：US20140056060A1

公开(公告)日：2014-02-27

申请号：US13594824

申请日：2012-08-26

申请人： Alexey Vasilyevitch Khvalkovskiy ,  Dmytro Apalkov

发明人： Alexey Vasilyevitch Khvalkovskiy ,  Dmytro Apalkov

IPC分类号： H01L29/82 ,  H01L21/02 ,  G11C11/16

CPC分类号： G11C11/16 ,  G11C11/161 ,  G11C11/1675 ,  G11C11/18 ,  H01L27/228 ,  H01L43/02 ,  H01L43/08

摘要： A magnetic memory is described. The magnetic memory includes magnetic junctions and at least one spin-orbit interaction (SO) active layer. Each of the magnetic junctions includes a data storage layer that is magnetic. The SO active layer(s) are adjacent to the data storage layer of the magnetic junction. The at SO active layer(s) are configured to exert a SO torque on the data storage layer due to a current passing through the at least one SO active layer in a direction substantially perpendicular to a direction between the at least one SO active layer and the data storage layer of a magnetic junction of the plurality of magnetic junctions closest to the at least one SO active layer. The data storage layer is configured to be switchable using at least the SO torque.

摘要翻译： 描述磁存储器。 磁存储器包括磁结和至少一个自旋轨道相互作用（SO）活性层。 每个磁结都包括磁性的数据存储层。 SO活性层与磁结的数据存储层相邻。 SO活性层被配置为在数据存储层上施加SO转矩，这是由于电流在基本上垂直于至少一个SO活性层和至少一个SO活性层之间的方向的方向上通过至少一个SO活性层 所述多个磁性接头中最接近所述至少一个SO活性层的磁结的数据存储层。 数据存储层被配置为可以使用至少SO转矩来切换。

公开(公告)号：US20120319221A1

公开(公告)日：2012-12-20

申请号：US13495830

申请日：2012-06-13

申请人： Dmytro Apalkov ,  Xueti Tang ,  Mohamad Towfik Krounbi ,  Vladimir Nikitin

发明人： Dmytro Apalkov ,  Xueti Tang ,  Mohamad Towfik Krounbi ,  Vladimir Nikitin

IPC分类号： H01L27/22 ,  H01L43/12 ,  H01L43/02

CPC分类号： H01L43/08 ,  G11C11/161 ,  H01L27/228

摘要： A method and system provide a magnetic junction usable in a magnetic device. The magnetic junction includes a first pinned layer having a first pinned layer magnetization, a first nonmagnetic spacer layer, and a free layer having an easy axis. The first nonmagnetic spacer layer is between the first pinned layer and the free layer. The magnetic junction is configured such that the free layer is switchable between a plurality of stable magnetic states when a write current is passed through the magnetic junction and such that the free layer employs precessional switching.

摘要翻译： 一种方法和系统提供可用于磁性装置的磁结。 磁结包括具有第一固定层磁化的第一被钉扎层，第一非磁性间隔层和具有易轴的自由层。 第一非磁性间隔层位于第一被钉扎层和自由层之间。 磁结被配置为使得当写入电流通过磁结并且使得自由层采用进动切换时，自由层可在多个稳定磁状态之间切换。

公开(公告)号：US20120261776A1

公开(公告)日：2012-10-18

申请号：US13332328

申请日：2011-12-20

申请人： Xueti Tang ,  Vladimir Nikitin ,  Dmytro Apalkov ,  Kiseok Moon ,  Steven M. Watts

发明人： Xueti Tang ,  Vladimir Nikitin ,  Dmytro Apalkov ,  Kiseok Moon ,  Steven M. Watts

IPC分类号： H01L29/82 ,  H01L21/18

CPC分类号： H01L43/08 ,  G11C11/161 ,  G11C11/1675

摘要： A method and system provide a magnetic junction usable in a magnetic device. The magnetic junction includes a pinned layer, a nonmagnetic spacer layer, a free layer, and at least one damping reduction layer. The free layer has an intrinsic damping constant. The nonmagnetic spacer layer is between the pinned layer and the free layer. The at least one damping reduction layer is adjacent to at least a portion of the free layer and configured to reduce the intrinsic damping constant of the free layer. The magnetic junction is configured such that the free layer is switchable between a plurality of stable magnetic states when a write current is passed through the magnetic junction.

摘要翻译： 一种方法和系统提供可用于磁性装置的磁结。 磁结包括钉扎层，非磁性间隔层，自由层和至少一个阻尼减小层。 自由层具有固有阻尼常数。 非磁性间隔层位于被钉扎层和自由层之间。 所述至少一个阻尼减小层与所述自由层的至少一部分相邻并且被配置为减小所述自由层的固有阻尼常数。 磁结被配置为使得当写入电流通过磁结时，自由层可在多个稳定磁状态之间切换。

公开(公告)号：US20120168885A1

公开(公告)日：2012-07-05

申请号：US13011849

申请日：2011-01-21

申请人： Dmytro Apalkov ,  Xueti Tang ,  Vladimir Nikitin

发明人： Dmytro Apalkov ,  Xueti Tang ,  Vladimir Nikitin

IPC分类号： H01L29/82 ,  H01L21/02

CPC分类号： H01L43/08 ,  G11C11/161

摘要： A method and system for providing a magnetic junction usable in a magnetic device are described. The magnetic junction includes a pinned layer, a nonmagnetic spacer layer, and a free layer. The nonmagnetic spacer layer is between the pinned layer and the free layer. The magnetic junction is configured such that the free layer is switchable between a plurality of stable magnetic states when a write current is passed through the magnetic junction. At least one of the pinned layer and the free layer includes a magnetic substructure. The magnetic substructure includes at least two magnetic layers interleaved with at least one insertion layer. Each insertion layer includes at least one of Cr, Ta, Ti, W, Ru, V, Cu, Mg, aluminum oxide, and MgO. The magnetic layers are exchange coupled.

摘要翻译： 描述了一种用于提供可用于磁性装置中的磁结的方法和系统。 磁结包括钉扎层，非磁性间隔层和自由层。 非磁性间隔层位于被钉扎层和自由层之间。 磁结被配置为使得当写入电流通过磁结时，自由层可在多个稳定磁状态之间切换。 被钉扎层和自由层中的至少一个包括磁性子结构。 磁性子结构包括与至少一个插入层交错的至少两个磁性层。 每个插入层包括Cr，Ta，Ti，W，Ru，V，Cu，Mg，氧化铝和MgO中的至少一种。 磁层交换耦合。

公开(公告)号：US08159866B2

公开(公告)日：2012-04-17

申请号：US12609764

申请日：2009-10-30

申请人： Dmytro Apalkov ,  Vladimir Nikitin ,  David Druist ,  Steven M. Watts

发明人： Dmytro Apalkov ,  Vladimir Nikitin ,  David Druist ,  Steven M. Watts

IPC分类号： G11C11/00 ,  G11C5/08 ,  G11C11/14 ,  G11C11/15

CPC分类号： H01L43/12 ,  G11C11/161 ,  G11C11/1659 ,  G11C11/1675 ,  G11C11/5607 ,  H01L43/08

摘要： A method and system for providing a magnetic junction usable in a magnetic memory are described. The magnetic junction includes first and second pinned layers, first and second nonmagnetic spacer layers, and a free layer. The first pinned layer has a first pinned layer magnetic moment and is nonmagnetic layer-free. The first nonmagnetic spacer layer resides between the first pinned and free layers. The free layer resides between the first and second nonmagnetic spacer layers. The second pinned layer has a second pinned layer magnetic moment and is nonmagnetic layer-free. The second nonmagnetic spacer layer resides between the free and second pinned layers. The first and second pinned layer magnetic moments are antiferromagnetically coupled and self-pinned. The magnetic junction is configured to allow the free layer to be switched between stable magnetic states when a write current is passed through the magnetic junction.

摘要翻译： 描述了一种用于提供可用于磁存储器中的磁结的方法和系统。 磁结包括第一和第二固定层，第一和第二非磁性间隔层和自由层。 第一被钉扎层具有第一钉扎层磁矩并且是非磁性层。 第一非磁性间隔层位于第一被钉扎层和自由层之间。 自由层位于第一和第二非磁性间隔层之间。 第二被钉扎层具有第二钉扎层磁矩并且是非磁性层。 第二非磁性间隔层位于自由和第二被钉扎层之间。 第一和第二钉扎层磁矩是反铁磁耦合和自固定的。 磁结被配置为当写入电流通过磁性结时，允许自由层在稳定的磁状态之间切换。