磁気抵抗読取りヘッドは、スペーサにより少なくとも一つのピン層から離間させた少なくとも一つのフリー層を有するスピンバルブを含む。フリー層はＣｏ−ＸとＣｏＦｅ−ＸとＣｏＮｉ−Ｘのうちの少なくとも一つを含む薄膜としてのコバルト成分を含み、ここでＸはランタノイド族（４ｆ電子軌道元素）からの元素である。Ｃｏ成分は８０パーセントを上回り、ランタノイド元素成分は１０％未満である。薄膜はフリー層全体で構成するか、或いは１以上の従来のフリー層薄膜に隣接配置することができる。ピン層は、従来の単層か又は副層間にスペーサを有する合成多層構造である。スピンバルブ構造が高い交換スティフネスと減衰率を有するため、スピン転移効果は減り、高速動的応答がもたらされる。
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磁気抵抗ヘッドの読み取り素子は、安定化硬質バイアスを有するセンサでその側部に側部シールドを有し、隣接ビット及びトラックからの不要磁束をほぼ相当に低減するセンサを備えるスピンバルブを含む。少なくとも一つのフリー層が、スペーサにより少なくとも一つのピン層から離間させてある。フリー層上に、キャップ層が配設してある。安定化器には、絶縁体と、シールド層である軟質材料と、結合解除層と、硬質バイアスとを含ませることができる。その結果、フリー層は隣接トラックの不要磁束を遮蔽され、相当より小さなトラック寸法とビット寸法を有する記録媒体を使用することができる。
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磁気抵読み取りヘッドは、スペーサにより少なくとも一つのピン層から離間させた少なくとも一つのフリー層を有するスピンバルブを含む。フリー層は、ＣｏＦｅ内の薄いＣｏＦｅＯｘ積層と随意選択的なＣｕ層を含む。酸素の量は、ガス全体の１０％未満である。ピン層は単層か又は副層間にスペーサを有する合成多層構造であり、前述の低磁歪材料を用いることができる。その結果、低磁歪を得て読み取り品質を改善し、かつ／又はピン層のピンニング磁界を増加する。他パラメータが悪影響を受けることはない。
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対平面垂直電流磁気抵抗ヘッドからなる読み取り素子は、そこに隣接させた安定化器を有し、渦効果と電荷蓄積とに起因するセンサエッジでの磁化分布を殆ど防止するセンサ付きスピンバルブを含む。少なくとも一つのフリー層が、スペーサにより少なくとも一つのピン層から離間させてある。フリー層上には、キャップ層が配設してある。安定化器は、フリー層に隣接するピン強磁性層と、その上に配置した反強磁性層とを含む。異なる磁気モーメントと膜厚を有する様々な材料を用い、効果的なバイアスを提供することは容易となる。小寸法用のセンサエッジに関連する問題もまた、克服される。読み取り素子の製造方法もまた、提供される。
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単結晶ＭｇＯ（００１）基板１１を準備し、５０ｎｍ厚のエピタキシャルＦｅ（００１）下部電極（第１電極）１７をＭｇＯ（００１）シード層１５上に室温で成長し、次いで、超高真空（２×１０^−８Ｐａ）において、３５０℃でアニールを行う。２ｎｍ厚のＭｇＯ（００１）バリア層２１をＦｅ（００１）下部電極（第１電極）１７上に室温でエピタキシャル成長する。この際、ＭｇＯの電子ビーム蒸着を用いた。ＭｇＯ（００１）バリア層２１上に室温で、厚さ１０ｎｍのＦｅ（００１）上部電極（第２電極）２３を形成した。連続して、１０ｎｍ厚さのＣｏ層２１をＦｅ（００１）上部電極（第２電極）２３上に堆積した。Ｃｏ層２１は、上部電極２３の上部電極２３の保持力を高めることによって反平行磁化配置を実現するためのものである。次いで、上記の作成試料を微細加工してＦｅ（００１）／ＭｇＯ（００１）／Ｆｅ（００１）ＴＭＲ素子を形成する。これによりＭＲＡＭの出力電圧値を高めることができる。 （もっと読む）

本発明は、熱アシスト方式で書き込まれる磁気メモリに関し、本磁気メモリにおいてはメモリ点（４０）の各々が磁気トンネル接合から構成されており、メモリの、トンネル接合を形成する層の平面に平行な断面が円形又はほぼ円形である。前記トンネル接合は、少なくとも、磁化方向が固定のトラップ層（４４）、磁化方向が可変の自由層（４２）、及び自由層（４２）とトラップ層（４４）の間に配置された絶縁層（４３）を備える。本発明によれば、自由層（４２）は、接触により磁気的に結合された少なくとも１つの軟質磁性層と１つのトラップ層とから形成され、読み込みメモリ又は休止メモリの動作温度は自由層及びトラップ層それぞれのブロック温度より低く選択される。
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磁気メモリに用い得る磁気素子を作製するための方法及びシステムを開示する。磁気素子には、固定層と、非磁性スペーサ層と、自由層とが含まれる。スペーサ層は固定層と自由層との間にある。自由層は、書き込み電流が磁気素子を通過する時にスピン転移を用いて切換え得る。磁気素子には更に、バリア層と第２固定層とを含み得る。他の選択肢として、第２固定層と第２スペーサ層と自由層に静磁気的に結合された第２自由層とが含まれる。少なくとも１つの自由層が高垂直異方性を有する。高垂直異方性は、面外減磁エネルギの少なくとも２０％であり且つ１００パーセント未満である垂直異方性エネルギを有する。
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磁気メモリに用い得る磁気素子を提供するための方法及びシステム。磁気素子は、固定層、非磁性スペーサ層、自由層、及び熱支援スイッチング層を含む。スペーサ層は、固定層と自由層との間に存在する。自由層は、スペーサ層と熱支援スイッチング層との間に存在する。熱支援スイッチング層は、自由層が切り替えられていない時に、好適には自由層との交換結合によって、自由層の熱的な安定性を改善する。自由層は、書き込み電流が磁気素子を通過する時、スピン転移を用いて切り替えられる。書き込み電流は、好適には、磁気素子を加熱して、熱支援スイッチング層によって提供された自由層の安定化を低減する。他の態様において、磁気素子は、第２自由層、第２非磁性スペーサ層、及び第２固定層を含む。熱支援スイッチング層は、静磁気的に結合された２つの自由層間に存在する。第２スペーサ層は、第２自由層と第２固定層との間に存在する。 （もっと読む）

磁気メモリを提供するための方法及びシステム。本方法及びシステムは、複数の磁気素子を設けること、少なくとも１つの応力支援層を設けること、を含む。複数の磁気素子の各々は、スピン転移を用いて書き込まれるように構成されている。少なくとも１つの応力支援層は、書き込み時、複数の磁気素子の少なくとも１つの磁気素子に少なくとも１つの応力を及ぼすように構成されている。書き込み時、応力支援層によって磁気素子に及ぼされる応力により、スピン転移スイッチング電流が低減される。スイッチング電流が一旦オフになると、２つの磁化状態間のエネルギ障壁が変化しないことから、熱変動に対する磁気メモリの安定性が損なわれることはない。
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磁気メモリデバイスは、基板上に形成された複数のトランジスタ３１６、３１７と、トランジスタ上に形成された、多数の有効磁気抵抗素子３１８、３１９、強磁性記録層３２１、非磁性空間層３２３及び自由磁気読出し層３２２を含む共通磁気メモリブロック３１２とを備える。延長共通デジタル線３１５は共通磁気メモリブロック上に配置される。共通磁気メモリブロックは、それぞれの活性領域の各コンタクトを通してトランジスタの対応のソース／ドレイン電極と電気的に接続される。活性領域の強磁性記録層の特定の磁化状態は、加熱プロセスを実行し、かつ共通デジタル線及びビット線３０９、３１１又はワード線３０７から誘導される外部磁界を印加することにより変化させ得る。有効磁気抵抗素子の抵抗変化は、読出し中に磁気反応層の磁化状態を変化させることにより検出でき、小さいスイッチング磁界が必要である。 （もっと読む）

磁気メモリデバイス（３００）のメモリセル（３１０）は、自由層（３１１）と、キャップ層と、反強磁性層と、非磁気空間層を介して反強磁性結合された２つ以上の強磁性層を備える合成反強磁性層とを含む。該合成反強磁性層は反強磁性層によってピン止めされる。該反強磁性層および該合成反強磁性層は合成反強磁性ピン（ＳＡＦＰ）記録層を形成する。該ＳＡＦＰ記録層の磁化は、加熱プロセスと、ビットライン（３２０）およびワードライン（３３０）に沿って流れる電流から誘導された外部電界とを組み合わせることによって変更可能である。従って、該ＳＡＦＰ記録層の高い容積および異方性エネルギーゆえに、該ＳＡＦＰ記録層を導入した後に、高密度で、熱的安定性が高く、電力損失が少なく、かつ熱耐性が高いＭＲＡＭが達成可能である。 （もっと読む）

本発明の装置は、第１の電極（１２）と、磁性基準層（１）と、トンネルバリア（３）と、磁性記憶層（４）と、第２の電極（１３）とを連続的に備えている。記憶層（４）と第２の電極（１３）との間には少なくとも１つの第１の断熱層が配置され、この第１の断熱層は、その熱伝導率が５Ｗ／ｍ／℃未満である材料から形成されている。第１の電極（１２）と基準層（１）との間に配置された層によって第２の断熱層を構成することができる。書込み段階は、記憶層（４）のトンネル接合部を通じて基準層（１）へと向かう電流（ｌ１）の循環を含んでおり、一方、読出し段階は逆方向の電流循環を含んでいる。
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磁場を検出するための装置であって、
硬磁性材料からなる少なくとも１つの素子（１２）と、半導体材料（１１）からなる素子に関連する軟磁性材料からなる素子（１３）と、上記半導体材料（１１）中に電流（Ｉ）を強制的に流すための手段（１５；４５）を備えるタイプの装置において、
上記硬磁性材料からなる素子及び上記軟磁性材料からなる素子が、上記半導体材料からなる素子（１１）上に平行に配置されていることを特徴する磁気検出装置。

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複数のビットを記憶可能な磁気素子を提供するための方法及びシステムを開示する。本方法及びシステムには、第１固定層、第１非磁性層、第１自由層、接続層、第２固定層、第２非磁性層及び第２自由層を設ける段階が含まれる。第１固定層は、強磁性体であり、第１方向に固定された第１固定層磁化を有する。第１非磁性層は、第１固定層と第１自由層との間にある。第１自由層は、強磁性体であり、第１自由層磁化を有する。第２固定層は、強磁性体であり、第２方向に固定された第２固定層磁化を有する。接続層は、第２固定層と第１自由層との間にある。第２非磁性層は、第２固定層と第２自由層との間にある。第２自由層は、強磁性体であり、第２自由層磁化を有する。磁気素子は、書き込み電流が磁気素子を通過する際のスピン転移により第１自由層磁化及び第２自由層磁化が方向を変更可能となるように構成される。
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本発明は、一般に、不揮発性メモリとして機能し得るようなメモリセルのための磁気的な分野に関するものである。より詳細には、本発明は、スピン分極電流を使用することによってメモリデバイス内の磁気領域の磁化方向を制御してスイッチングし得るような、高速でありかつ低消費電力の方法を開示している。磁気デバイスは、固定磁化方向を有したピン止めされた磁化層と；自由な磁化方向を有した自由磁化層と；固定磁化方向を有した読出磁化層と；を具備している。ピン止めされた磁化層と自由磁化層とは、非磁性層によって分離されており、自由磁化層と読出磁化層とは、他の磁性層によって分離されている。ピン止めされた磁化層の磁化方向と自由磁化層の磁化方向とは、一般に、同じ向きとはされない。非磁性層は、磁化層どうしの間の磁気的相互作用を最小化する。
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表面を有する基板を提供するステップと、前記基板上に合成磁気モーメントベクトルを有する第１磁気領域（１７）を堆積するステップと、前記第１磁気領域上に電気絶縁材料（１６）を堆積するステップと、前記電気絶縁材料上に第２磁気領域（１１５）を堆積するステップを備えた磁気抵抗トンネル接合セルを製造する方法であって、前記第１磁気領域および第２磁気領域の一方の少なくとも一部分が、前記基板の表面に直交する方向に対して非ゼロの堆積角で該領域を堆積することによって形成されて誘導異方性を作る方法。
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磁気エレクトロニクス情報デバイス（１２）は、２つの多層構造（２４，２６）及び該２つの多層構造の間に配置されたスペーサ層（２８）を備えている。各多層構造は、２つの磁気副層（３８，４０及び４４，４６）と、該２つの磁気副層の間に配置されたスペーサ層（４２，４８）とを有している。２つの磁気副層の間に配置されたスペーサ層は、飽和領域によって定量化される反強磁性交換結合を提供する。２つの多層構造の間に配置されたスペーサ層は、前記第１飽和領域よりも小さい他の飽和領域によって定量化される第２反強磁性交換結合を提供する。
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