技術領域

本發(fā)明涉及一種磁性器件及這種器件的制備方法和用途。

背景技術

磁性納米環(huán)由于存在穩(wěn)定的順時針和逆時針旋轉的渦旋態(tài)磁疇，其優(yōu)良的性能廣泛用于設計制造磁存儲介質或磁記錄器件以及磁性開關器件。如中國專利CN2008102223121公開的一種利用鐵磁性納米環(huán)巨磁電阻效應的可作為存儲元件的磁場傳感器，又如美國專利US7,002,839B2公開的環(huán)狀存儲元件。

對于磁隨機存儲器或磁性存儲元件的讀寫裝置而言，要求具有低的翻轉場。其翻轉場與磁性納米環(huán)器件的結構，環(huán)間磁相互作用，材料，環(huán)尺寸，環(huán)寬和厚度等都有很大的關系。對于材料而言，軟磁材料能獲得較低的翻轉場，比如NiFe合金，Co等。對于環(huán)尺寸而言，環(huán)半徑越小，渦旋態(tài)到洋蔥態(tài)的翻轉場就越大，而環(huán)寬越大，渦旋態(tài)到洋蔥態(tài)的翻轉場就越小。過大的環(huán)半徑使得存儲密度降低。過大的環(huán)寬，又會導致其渦旋態(tài)不穩(wěn)定。厚度越小，信噪比會降低并且渦旋態(tài)的穩(wěn)定度也會下降。據報道對于厚度為12納米的單個Co納米環(huán)，其環(huán)半徑為520納米，環(huán)寬為175納米，其渦旋態(tài)到洋蔥態(tài)的翻轉場為410奧斯特，而隨著環(huán)寬減小到110納米，其翻轉場為850奧斯特。而厚度為50納米的單個NiFe合金納米環(huán)，其環(huán)半徑為1200納米，環(huán)寬為300納米，其渦旋態(tài)到洋蔥態(tài)的翻轉場為530奧斯特。所以選擇合適的環(huán)半徑，環(huán)寬和厚度，對于磁隨機存儲器而言是非常有必要的，但這方面的研究已經很多。隨著記錄密度的增大，磁相互作用對穩(wěn)定的渦旋態(tài)的影響變得至關重要，但是這方面的研究還不多。

另一方面，現有的磁存儲元件及讀寫裝置均只有兩種狀態(tài)，顯然，如果能夠多一種狀態(tài)將會使應用領域得以擴展。

在單個磁性納米環(huán)結構中，由于存在順時針和逆時針旋轉的渦旋態(tài)磁疇結構，磁存儲的單位可以通過渦旋態(tài)旋轉方向的不同分別定義為“0”和“1”.如果磁性納米環(huán)有更多穩(wěn)定的磁疇態(tài)，在定義二進制的基礎上，可以得到更多的代碼，編碼信息可以更加靈活。并且這對于磁性開關器件而言，將能得到靈活性更大的開關信息編譯。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種較現有技術具有更低翻轉場的磁性器件，同時提供這種器件的制備方法和用途。

本發(fā)明的這種磁性器件，包括絕緣材料的襯底和附著于襯底上的由軟磁材料構成的單元，所述的單元是由厚度為20～80nm軟磁材料薄膜構成的兩個相近或相連的等邊矩形環(huán)構成，其中：矩形邊長為100nm～1μm，矩形邊長∶環(huán)厚度等于10:1～2:1，兩環(huán)間的間距等于50 nm～兩環(huán)相連處共用一個環(huán)邊，且所述單元中的兩個矩形環(huán)的尖角均導圓。本發(fā)明中所述的軟磁材料是指具有低矯頑力和高磁導率的磁性材料，例如：CoFe，CoFeB, Fe，Ni，也可用多層膜結構，如CoFe/NiFe等。

技術負責人： 李喜玲 物理科學與技術學院