本发明涉及一种YIG/SnTe异质结单晶外延薄膜及其制备方法,所述YIG/SnTe异质结单晶外延薄膜的制备方法为：提供GGG基底,并将该GGG基底置于真空系统中；利用脉冲激光沉积生长一YIG薄膜于该GGG基底表面；再利用分子束外延技术生长一SnTe薄膜于作为基底的YIG薄膜表面。利用本发明方法可制备出高质量的单晶外延铁磁/拓扑绝缘体异质结,可在300K时观察到反常霍尔效应。

本发明提供了一种反常霍尔元件及其制备方法,以在单晶MgO(100)上外延生长的Fe、Cr共掺杂的单晶Ni薄膜作为活性层材料,活性层形状为“十”字形,薄膜厚度为2nm～30 nm,采用离子束沉积法生长。本发明的微型反常霍尔元件具有较小的体积,较大的反常霍尔电阻率,较小的电阻率和功耗,较宽的工作温度范围,在磁电信号转换等领域有广泛的应用。

本发明公开了一种磁性随机存储器及其制备方法和控制方法,涉及隧穿磁电阻领域,步骤包括：构建所述磁性随机存储器的底部层级结构；构建混合式重金属层；构建剩余隧穿磁隧道结膜层结构；构建加工隧穿磁隧道结。所述方法通过在底层衬底结构上表面构建混合式重金属层,在不同材质金属层上表面溅射生成完整磁隧道结,针对重金属层通入电流,利用不同材质的自旋霍尔角角度和大小不同的性质,使所述重金属层在通入电流时实现多模态翻转动作。结合其磁性随机存储器本身良好的存储性能,可实现计算机的“逻辑存储一体化”,从而实现对计算机运算速度的提升。

本发明涉及一种高迁移率的SiC基石墨烯器件及其制备方法,方法包括：清洗衬底层,所述衬底层包括n～(+)SiC衬底层和位于所述n～(+)SiC衬底层上的n-SiC衬底层；将石墨烯转移到所述衬底层上；在所述石墨烯和所述衬底层上制备若干霍尔电极；对所述衬底层、所述石墨烯和所述霍尔电极进行退火处理,以得到SiC基石墨烯器件。本发明所提供的SiC基石墨烯器件的制备方法工艺简单,价格低廉,非常适用于商用化应用,并且所获得的石墨烯保持着比较完美的晶体结构,缺陷含量比较低。

本发明公开了一种应变控制的可重构自旋波通道及控制方法,包括衬底层,所述衬底层上方设有磁性层,所述磁性层上方设有压电层,所述压电层上表面设有顶部电极,所述磁性层上设有激发区。方法包括：构建模拟自旋波通道获取自旋波色散曲线；根据自旋波色散曲线选取施加应变并获取激发频率；构建应用自旋波通道；激发区内采用交变磁场按照激发频率激发并施加应变；自旋波在通道内稳定激发并传播。上述技术方案通过构建可重构自旋波通道,在通道区域内施加应变影响内部有效场,导致自旋波色散曲线发生移动,通道可重构,自旋波传输过程中不会产生固有焦耳热,其外围电路由电压控制,避免了磁场或电流的使用。

本发明公开了一种基于斯格明子的自旋忆阻突触器件,其包括：两端口存在自旋霍尔角的重金属层；位于重金属层上的磁性自由层,所述磁性自由层被划分为隧道结区和斯格明子存储区域,所述隧道结区和所述斯格明子存储区之间设置有阻碍斯格明子自由移动的阻隔件；依次设置于隧道结区上的绝缘势垒层、磁性钉扎层和金属顶电极；其中,所述金属顶电极被配置为连接初始化电流以在所述隧道结区产生斯格明子,所述重金属层被配置为连接写入电流以驱动斯格明子在所述隧道结区和所述斯格明子存储区之间移动,所述金属顶电极还被配置为连接读出电流以读取所述隧道结区的电导。本发明提供的自旋忆阻突触器件具有读写能耗低、稳定性高、电导态数目相对多的优点。

本发明公开了一种基于FePt材料的磁化翻转器件、无外磁场翻转方法及应用,属于自旋电子器件领域,磁化翻转器件包括单晶衬底和生长于单晶衬底上的FePt层,用于实现电流驱动磁化翻转；或者,从下至上依次包括：单晶衬底、FePt层以及一层或多层复合翻转层,用于实现无外磁场翻转；FePt层为L10相的单层FePt薄膜,用于在电流诱导下发生部分磁化翻转；复合翻转层从下至上依次包括：隔离层和诱导层；诱导层用于提供平面方向的杂散场或铁磁交换耦合,以打破系统对称性,实现无外磁场下的确定性磁矩翻转；隔离层用于防止FePt层与诱导层之间发生原子渗透。本发明能够简化基于SOT效应的磁化翻转器件的结构和制备工艺,并提高器件的垂直磁各向异性和热稳定性。

本发明涉及一种级联型的低失调垂直霍尔传感器系统,包括四个级联霍尔单元,所述的四个级联霍尔单元的结构完全一致,通过接触孔引线金属将四个级联霍尔单元两两连接在一起,形成完全结构对称的四电极垂直霍尔传感器,其中一对级联霍尔单元用于作为电压或者电流输入电极对,另外一对用于作为霍尔电压或者霍尔电流检测电极。采用了本发明的级联型的低失调垂直霍尔传感器系统,结构对称,天生就有相对小的失调电压。本发明可以有效利用旋转电流法的优点把失调电压减小到传统五电极垂直霍尔失调电压的十分之一以下。本发明的采用P型覆盖层和P型隔离环,通过器件尺寸的合理设计和仿真,提高了器件的灵敏度和噪声隔离特性。

提供能够降低具有霍尔元件的磁电转换特性的应力依赖性的半导体装置。半导体装置是形成在P型的半导体衬底上的半导体装置,具备：垂直电阻电路,包含N型的电阻,电阻形成对于半导体衬底的表面垂直方向的电流路径；霍尔元件,设置在半导体衬底上,输出与对于半导体衬底的表面垂直方向的磁通密度成比例的电压；放大器,对于从霍尔元件输出的电压进行放大并输出；电流电压转换电路,将包含流过垂直电阻电路的基准电流和垂直电阻电路的电阻值之积的电压作为比较基准电压加以输出；以及比较器,具有被输入从放大器输出的电压的信号输入端子和被输入比较基准电压的基准电压输入端子。

本发明提供一种基于拓扑自旋的电控磁各向异性磁性随机存储器,包括：薄膜结构、电压源以及电流源；所述薄膜结构包括：从上到下依次叠加的顶电极层、反铁磁层、参考层、氧化物层、自由层、拓扑绝缘体层、高介电衬底以及底电极层；所述电压源的一端与所述顶电极层连接；所述电压源的另一端与所述底电极层连接；所述电流源与所述拓扑绝缘体层连接。通过电流源向拓扑绝缘体薄膜层通入电流,使得自由层铁磁薄膜的磁性翻转；铁磁磁各向异性与拓扑表面态的电压调控效应,产生自旋轨道转矩效应使得相邻自由层铁磁薄膜的磁矩发生偏转；极大地降低了自由层铁磁薄膜磁性翻转所需的阈值电流,从而实现超低功耗的信息存储。