本发明提供了一种具有双层优化层的磁电阻元件，包括依次相邻的参考层、势垒层、记忆层、第一晶格优化层、第二晶格优化层和基础层；所述参考层的磁化方向不变且磁各向异性垂直于层表面；所述记忆层的磁化方向可变且磁各向异性垂直于层表面；所述势垒层位于所述记忆层和所述参考层之间且分别与所述记忆层和所述参考层相邻；所述第一晶格优化层与所述记忆层相邻，所述第一晶格优化层是具有NaCl晶格结构的材料层且其(100)晶面平行于基底平面；所述第二晶格优化层是包含至少一种掺杂元素的NaCl晶格材料层且其(100)晶面平行于基底平面；进一步还包括磁性校正层和自旋极化稳定层，它们依次设置在所述基础层和所述第二晶格优化层之间。