1.一种磁性装置,其包括
第一合成反铁磁性结构,其在第一平面中,所述第一合成反铁磁性结构包含磁性参考层,所述磁性参考层具有垂直于所述第一平面的磁化矢量且具有固定磁化方向;
非磁性隧道势垒层,其在第二平面中且安置在所述磁性参考层上方;
自由磁性层,其在第三平面中且安置在所述非磁性隧道势垒层上方,所述自由磁性层具有垂直于所述第三平面的磁化矢量且具有能够从第一磁化方向进动到第二磁化方向的磁化方向,所述磁性参考层、所述非磁性隧道势垒层及所述自由磁性层形成磁性隧道结;
非磁性间隔物层,其在第四平面中且安置在所述自由磁性层上方,磁性耦合层包括mgo;
进动自旋电流磁性结构,其在第五平面中,其与所述自由磁性层物理分离且通过所述非磁性间隔物层耦合到所述自由磁性层,所述进动自旋电流磁性结构具有磁化矢量及在所述第五平面中能够在所述第五平面中的任何磁方向上自由旋转的磁化方向,所述进动自旋电流磁性结构包括第一进动自旋电流铁磁性层、非磁性进动自旋电流插入层及第二进动自旋电流铁磁性层,所述第一进动自旋电流铁磁性层安置在所述非磁性间隔物层上方,所述非磁性进动自旋电流插入层安置在所述第一进动自旋电流铁磁性层上方,且所述第二进动自旋电流铁磁性层安置在所述非磁性进动自旋电流插入层上方;及
覆盖层,其在第六平面中且安置在所述进动自旋电流磁性结构上方;
其中通过所述进动自旋电流磁性结构的电流的电子在所述进动自旋电流磁性层的所述磁方向上对准并注入到所述非磁性间隔物、所述自由磁性层、所述非磁性隧道势垒层及所述磁性参考层中,且其中所述进动自旋电流磁性结构的所述磁化方向进动,从而引起自旋转移力矩辅助所述自由磁性层的所述磁化矢量的切换。
2.根据权利要求1所述的磁性装置,其中所述非磁性进动自旋电流插入层由具有超过二(2)纳米的自旋扩散长度的材料构成。
3.根据权利要求1所述的磁性装置,其中所述非磁性进动自旋电流插入层由ru薄膜构成。
4.根据权利要求3所述的磁性装置,其中所述ru薄膜具有至少1纳米的厚度。
5.根据权利要求3所述的磁性装置,其中所述ru薄膜具有1.5纳米的厚度。
6.根据权利要求1所述的磁性结构,其中所述第一进动自旋电流铁磁性层包括fe薄膜,所述非磁性进动自旋电流插入层包括具有长自旋扩散长度的材料,且所述第二进动自旋电流铁磁性层包括cofeb薄膜。
7.根据权利要求6所述的磁性结构,其中所述fe薄膜具有0.4纳米的厚度。
8.根据权利要求6所述的磁性结构,其中所述fe薄膜具有0.6纳米的厚度。
9.根据权利要求6所述的磁性结构,其中所述cofeb薄膜由40%的co、40%的fe及20%的b构成。
10.根据权利要求9所述的磁性结构,其中所述cofeb薄膜具有1.7纳米的厚度。
11.根据权利要求9所述的磁性结构,其中所述cofeb薄膜具有1.85纳米的厚度。
12.根据权利要求6所述的磁性结构,其中具有长自旋扩散长度的所述材料选自由ru、cu、ag、au、mg及al组成的群组。
13.根据权利要求1所述的磁性结构,其中所述自由磁性层具有有效磁各向异性,使得其易轴线磁化轴线指向远离垂直方向并相对于垂直平面形成角度。
14.一种在衬底上方制造磁性装置的方法,其包括:
在所述衬底上方沉积第一合成反铁磁性结构,所述第一合成反铁磁性结构在第一平面中,所述第一合成反铁磁性结构具有垂直于所述第一平面的磁化矢量且具有固定磁化方向;
在所述第一合成反铁磁性结构上方沉积交换耦合层,所述交换耦合层位于第二平面中;
在所述衬底上方沉积第二合成反铁磁性结构,所述第二合成反铁磁性结构在第三平面中,所述第二合成反铁磁性结构包含磁性参考层,所述第二合成反铁磁性结构及所述磁性参考层具有垂直于所述第三平面的磁化矢量且具有固定磁化方向;
在第四平面中沉积非磁性隧道势垒层,所述非磁性隧道势垒安置在所述磁性参考层上方;
在第五平面中沉积自由磁性层,所述自由磁性层安置在所述非磁性隧道势垒层上方且具有垂直于所述第五平面的磁化矢量,所述自由磁性层具有能够从第一磁化方向进动到第二磁化方向的磁化方向,其中所述磁性参考层、所述非磁性隧道势垒层及所述自由磁性层形成磁性隧道结;
在第六平面中沉积非磁性间隔物层并安置在所述自由磁性层上方;
在第七平面中沉积进动自旋电流磁性结构,所述进动自旋电流磁性结构与所述自由磁性层物理分离并通过所述非磁性间隔物层耦合到所述自由磁性层,所述进动自旋电流磁性结构具有磁化矢量及在所述第七平面中的能够在所述第七平面中的任何磁方向上自由旋转的磁化方向,其中沉积所述进动自旋电流磁性结构包括:
沉积第一进动自旋电流铁磁性层,所述第一进动自旋电流铁磁性层安置在所述非磁性间隔物层上方,
沉积非磁性进动自旋电流插入层,所述非磁性进动自旋电流插入层安置在所述第一进动自旋电流铁磁性层上方,及
沉积第二进动自旋电流铁磁性层,所述第二进动自旋电流铁磁性层安置在所述非磁性进动自旋电流插入层上方;
在第八平面中沉积覆盖层,所述覆盖层安置在所述进动自旋电流磁性层上方;
在400摄氏度或更高的温度下对所述磁性装置进行退火。
15.根据权利要求14所述的方法,其中沉积所述自由磁性层的所述步骤包含沉积具有磁晶各向异性的材料,使得所述自由磁性层具有有效磁各向异性,其中其易轴线磁化轴线指向远离垂直方向并相对于垂直平面形成角度。
16.根据权利要求14所述的方法,其中所述衬底具有在其上制作的互补金属氧化物半导体电路。