1.一种非易失性存储器单元,包括:
存储层,其包括铁磁材料,其中数据可记录为磁化的方向;
压磁层,其包括抗钙钛矿压磁材料,该抗钙钛矿压磁材料取决于所述压磁层中的应变而选择性地具有对所述存储层的第一类效应和对所述存储层的第二类效应;以及
应变诱导层,其用于在所述压磁层中诱导应变,从而使所述压磁层从所述第一类效应切换到所述第二类效应。
2.根据权利要求1所述的非易失性存储器单元,其特征在于,所述第一类效应是其中所述压磁层的净磁化足够强以克服所述存储层中的矫顽场并使得通过偶极耦合将所述存储层的磁化与所述压磁层的磁化对准的效应,所述第二类效应是其中由于所述压磁层中的任何磁化导致的所述存储层中的任何磁场低于所述存储层的所述矫顽场的效应。
3.根据权利要求1或2所述的非易失性存储器单元,其特征在于,还包括在所述存储层和所述压磁层之间的非磁性层,该非磁性层用于防止所述存储层和所述压磁层之间的交换偏置。
4.根据权利要求1、2或3所述的非易失性存储器单元,其特征在于,所述抗钙钛矿材料在+/-30%,优选地+/-10%,最优选地+/-1%的应变下具有大于350k的奈耳温度。
5.根据前述任一权利要求所述的非易失性存储器单元,其特征在于,所述抗钙钛矿压磁材料是mn3snn或基于mn3snn,例如mn3-xaxsn1-ybyn1-z,其中a和b是选自包括以下元素的列表中的一种或多种元素:ag、al、au、co、cu、fe、ga、ge、in、ir、ni、pd、pt、rh、sb、si、sn、zn。
6.根据权利要求1所述的非易失性存储器单元,其特征在于,所述第一类效应是其中所述压磁层处于顺磁性状态,并且所述存储层与所述压磁层之间不存在交换偏置相互作用,从而允许所述存储层的所述磁化的方向通过外部磁场改变的效应;所述第二类效应是交换偏置相互作用,其中所述压磁材料处于反铁磁性状态,并且所述存储层的所述磁化的方向由所述压磁层钉扎。
7.根据权利要求6所述的非易失性存储器单元,其特征在于,所述抗钙钛矿压磁材料具有随应变而变化的奈耳温度,且当所述应变从+30%变化到-30%,优选地从+10%变化到-10%,更优选地从+1%变化到-1%时,所述奈耳温度超过293k。
8.根据权利要求6或7所述的非易失性存储器单元,其特征在于,所述抗钙钛矿压磁材料是mn3gan或mn3nin,或者基于mn3gan或mn3nin,例如mn3-xaxga1-ybyn1-z或mn3-xaxni1-ybyn1-z,其中a和b是选自包括以下元素的列表中的一种或多种元素:ag、al、au、co、cu、fe、ga、ge、in、ir、ni、pd、pt、rh、sb、si、sn、zn。
9.根据权利要求6、7或8所述的非易失性存储器单元,其特征在于,还包括施加定位成与所述存储层相邻以改变所述存储层的所述磁化的方向的至少一个附加电极。
10.根据前述任一权利要求所述的非易失性存储器单元,其特征在于,所述应变诱导层是压电层和/或钙钛矿材料。
11.根据前述任一权利要求所述的非易失性存储器,其特征在于,所述存储层与所述压磁层之间和/或所述压磁层与所述应变诱导层之间的晶格失配小于1%。
12.根据前述任一权利要求所述的非易失性存储器,其特征在于,所述铁磁层具有钙钛矿或抗钙钛矿结构。
13.根据前述任一权利要求所述的非易失性存储器单元,其特征在于,还包括:
第一电极,其在与所述压磁层相对的一侧连接到所述存储层。
14.根据前述任一权利要求所述的非易失性存储器单元,其特征在于,还包括:
第二电极,其在与所述压磁层相对的一侧连接到所述应变诱导层。
15.根据权利要求13或14所述的非易失性存储器单元,其特征在于,所述电极与其相邻层之间的晶格失配为1%或更小。
16.一种存储器单元的二维阵列,包括二维阵列中的多个如权利要求1到15中任一项所述的非易失性存储器单元。
17.一种存储器单元的三维阵列,包括三维阵列中的多个如权利要求1到15中任一项所述的非易失性存储器单元。
18.一种向非易失性存储器单元写入数据和从非易失性存储器单元读取数据的方法,所述非易失性存储器单元包括存储层和抗钙钛矿压磁层,所述方法包括以下步骤:
诱导所述存储层中的以第一方向或第二方向的极化,从而将数据写入所述存储器单元,所述存储层在所述第一方向上的极化诱导所述抗钙钛矿压磁层中的第一磁性状态,并且所述存储层在所述第二方向上的极化诱导所述抗钙钛矿压磁层中的第二磁性状态;以及
测量所述存储器单元的磁电容,所述抗钙钛矿压磁层的所述磁电容在所述第一磁性状态中与在所述第二磁性状态中不同,从而读取存储在所述存储层中的数据。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述测量包括跨过所述存储层和所述抗钙钛矿层施加交流电压,并确定电抗,从而确定所述存储器单元的所述磁电容。
20.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述测量包括确定所述存储器单元的谐振频率的偏移。
21.根据权利要求18、19或20所述的方法,其特征在于,所述存储层包括铁磁材料,并且所述极化是磁极化。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,通过在所述抗钙钛矿压磁层中诱导足够强以使所述存储层的磁极化通过偶极耦合而与所述抗钙钛矿压磁层的磁化对准的磁化,来执行所述诱导。
23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述非易失性存储器单元还包括应变诱导层,并且通过使用所述应变诱导层在所述抗钙钛矿压磁层中诱导应变而实现诱导所述抗钙钛矿压磁层中的磁化。
24.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述诱导包括使用磁化电极诱导所述存储层中的磁化。
25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,所述诱导还包括在所述抗钙钛矿压磁层中诱导应变,从而使所述抗钙钛矿压磁层转变为顺磁性。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述非易失性存储器单元还包括应变诱导层,并且所述诱导应变通过所述应变诱导层完成。
27.根据权利要求18、19或20所述的方法,其特征在于,所述存储层包括铁电材料,并且所述极化是电极化。
28.根据权利要求18、19、20或27所述的方法,其特征在于,所述非易失性存储器单元包括:第一电极,其在与所述存储层相对的一侧连接到所述抗钙钛矿压磁层;以及第二电极,其在与所述抗钙钛矿压磁层相对的一侧连接到所述存储层;并且所述诱导包括跨所述第一电极和所述第二电极施加电势差,并且所述测量包括测量在所述第一电极和所述第二电极之间的磁电容。