择了斜切偏移方向指向如图3或图4所示的Y轴方向(或近似平行于斜切(001)LaA103单晶衬底的(010)晶体轴方向)的斜切(001)LaAlO 3单晶作为Laa67Sra33Mn03薄膜的衬底，该斜切(001) LaAlO 3单晶的斜切角度仍为5度，在该衬底上制备Laa67SrQ.33Mn03薄膜的方法与LSM0/LA0 — 5X相同，所得的样品记为LSM0/LA0 — 5Y。对LSM0/LA0 一 Y表面的磁畴及其在磁场中变化行为进行测量，测量步骤与LSM0/LA0 — 5X的相同。图8(a)显示LSM0/LA0-5Y的磁畴为竖向排列，与该(001)LaA103单晶衬底的斜切偏移方向一致。经过1T磁场的处理后，LSM0/LA0 — 5Y原有的磁畴结构被破坏
[0058](图8(b))，但经过约15天的放置后，LSM0/LA0 一 5Y的磁畴结构又恢复到如图8(a)所显示的竖向排列状态，结果如图8(c)所示。上述实验表明，我们设计的信息存储单元LSM0/LA0 — 5X与LSM0/LA0 — 5Y具有抗磁场干扰、信息能复原的性能。
[0059]需要说明的是，在图8所示实施方式中，该薄膜所用的斜切(001)1^六103单晶衬底的斜切角度为5度，斜切偏移方向近似平行于斜切(001)LaA103单晶衬底的(010)晶体轴方向，即如图3或图4所显示的Y轴方向。
[0060]还需要说明的是，本申请实施例中所述近似平行指两个方向平行或是夹角小于设定阈值。该阈值可以为不大于5°的角度。
[0061]我们还选择了另两种斜切角度为10度的斜切(001) 1^103单晶作为Laa67Sra33Mn03薄膜的衬底，斜切偏移方向分别指向如图1所示的X轴方向和如图3所示的Y轴方向，分别记作LSMO/LAO - 10X与LSM0/LA0 — 10Y，测量其磁畴结构，得到了与图7，8相似的结果。
[0062]上述实施例表明，按着本发明提供的技术方案，可以得到一种抗磁场干扰、信息能复原的信息存储单元或只读存储器件。另外，本发明提供的信息存储单元及只读存储器可以完全利用氧化物作为其中的组成成分，例如本申请实施例中的锰氧化物薄膜与LaAlOjf底，而氧化物本身具有防空气氧化的特性，因此本发明为研制抗磁场干扰的只读存储器件开辟了一条新途径。
[0063]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种信息存储单元，用于只读存储器，其特征在于，其核心单元从上到下依次包括铁磁性薄膜、斜切单晶衬底； 其中，所述斜切单晶衬底的晶格常数小于所述铁磁性薄膜的晶格常数；所述铁磁性薄膜能在所述斜切单晶衬底上外延生长；所述铁磁性薄膜与所述斜切单晶衬底的接触面的法线与所述斜切单晶衬底的第一晶体轴呈预设角度，该预设角度即为所述斜切单晶衬底的斜切角度；所述斜切单晶衬底的第一晶体轴相对于上述铁磁性薄膜与单晶衬底间接触面的法线的偏移方向为预设方向，该偏移方向即为所述斜切单晶衬底的斜切偏移方向；所述铁磁性薄膜由多个磁畴组成，其易磁化轴方向因受衬底应变控制而平行于所述单晶衬底的第一晶体轴方向，并且与所述铁磁性薄膜法线方向的夹角等于所述斜切单晶衬底的斜切角度，同时该易磁化轴相对于所述铁磁性薄膜法线的偏移方向与所述斜切单晶衬底的斜切偏移方向相同；所述铁磁性薄膜的多个磁畴的畴壁与顶膜面交线的近似平行从而在顶膜面上形成近似平行的磁畴壁图案；在无外磁场的影响下，上述交线或上述磁畴壁的排列方向平行于所述斜切单晶衬底斜切的偏移方向；当所述磁畴壁排列方向不同时，所述信息存储单元用于表示的存储状态不同。2.根据权利要求1所述的信息存储单元，其特征在于，所述铁磁性薄膜的磁畴壁排列图案能够随所述斜切单晶衬底的斜切偏移方向调制成任一排列方向的磁畴壁图案。3.根据权利要求1所述的信息存储单元，其特征在于，所述铁磁性薄膜的矫顽力至少小于一百奥斯特。4.根据权利要求1所述的信息存储单元，其特征在于，所述斜切单晶衬底是具有立方对称性的单晶衬底；在所述斜切单晶衬底上生长的铁磁性薄膜的晶格结构具有立方晶格结构或赝立方晶格结构，并且所述铁磁性薄膜的晶格常数小于所述斜切单晶衬底的晶格常数。5.根据权利要求4所述的信息存储单元，其特征在于，所述斜切单晶衬底为斜切(001)立方晶体，其中(001)晶体轴为所述斜切单晶衬底的第一晶体轴；所述斜切单晶衬底的(001)晶体轴与所述斜切单晶衬底的表面法线间的夹角为斜切角度，斜切角度为预设角度；所述斜切单晶衬底的(001)晶体轴相对于所述斜切单晶衬底表面法线的偏移方向为斜切偏移方向，斜切偏移方向为预设方向；所述铁磁性薄膜的磁畴壁排列图案能够随所述斜切(001)单晶衬底的斜切偏移方向调制成任一排列方向的磁畴壁图案。6.根据权利要求5所述的信息存储单元，其特征在于，所述铁磁性薄膜的畴壁排列图案能够随所述斜切(001)单晶衬底斜切偏移方向改变成两种相互垂直的畴壁图案；当所述斜切(001)单晶衬底的斜切偏移方向近似平行于所述斜切单晶衬底的(010)晶体轴方向时，所述磁畴壁的排列方向也近似平行于所述斜切单晶衬底的(010)晶体轴方向，所述信息存储单元存储的状态表示为第一存储状态；当所述斜切(001)单晶衬底的斜切偏移方向近似平行于所述斜切单晶衬底的(100)晶体轴方向时，所述磁畴壁的排列方向也近似平行于所述斜切单晶衬底的(100)晶体轴方向，所述信息存储单元存储的状态表示为第二存储状态；所述第一存储状态与第二存储状态所对应的磁畴壁排列方向垂直。7.根据权利要求6所述的信息存储单元，其特征在于，所述斜切(001)单晶衬底为斜切(001)LaA103单晶体，其(001)晶体轴为LaAlO 3单晶体的第一晶体轴；所述斜切(001)1^八103单晶体的斜切角度或所述斜切(001)LaA103晶体的(001)晶体轴与该LaA103单晶表面的法线方向的夹角为预设角度；所述斜切(001)LaA103单晶体的表面为光学抛光表面。8.根据权利要求7所述的信息存储单元，其特征在于，所述(001)LaA103晶体的斜切角度或所述斜切(001)LaA103晶体的(001)晶体轴与该1^六103单晶表面的法线方向的夹角为预设角度，该预设角度为5°?15°。9.根据权利要求7所述的信息存储单元，其特征在于，所述锰氧化物薄膜成分为R{1 x)ΜχΜη03，其中R为La，Nd，Sm或Pr元素中的至少一种，Μ为Ba，Sr或Ca元素中的至少一种，其中0.1彡X彡0.6。10.根据权利要求9所述的信息存储单元，所述猛氧化物薄膜成分为La{1 x)SrxMn03，其中 0.3^Ξχ^Ξ0.6 或 La(1 x)BaxMn03，其中 0.2^Ξχ^Ξ0.3。11.一种只读存储器，其特征在于，包括:多个信息存储单元、固定底座以及用于读取所述信息存储单元存储状态的信息读取装置； 所述信息存储单元为权利要求1-10任一项所述的信息存储单元；所述信息存储单元都固定在同一底座表面上。12.根据权利要求11所述的只读存储器，其特征在于，所述信息读取装置包括巨磁电阻效应或隧道磁电阻效应的磁性传感探头或磁力显微镜磁性传感探头。
【专利摘要】本发明公开了一种信息存储单元以及只读存储器，该信息存储单元包括斜切单晶衬底和铁磁性薄膜；所述斜切单晶衬底包括第一晶体轴；所述铁磁性薄膜具有多个磁畴。其中，所述斜切单晶衬底与所述铁磁性薄膜的接触面的法线相对于所述第一晶体轴的偏离方向即为该斜切单晶衬底的斜切偏移方向，该方向为预设方向；该信息存储单元采用所述单晶衬底的斜切偏移方向来控制磁畴壁的排列。基于上述信息存储单元，本发明还公开了一种只读存储器的结构。所述信息存储单元以及只读存储器解决了现有阶段存储器受磁场干扰损坏存储信息的问题。
【IPC分类】H01L43/10, G11C11/14
【公开号】CN105405967
【申请号】CN201510971655
【发明人】熊昌民, 王宁, 牟蓉, 马天星, 聂家财
【申请人】北京师范大学, 北京师大科技园科技发展有限责任公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月22日