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公开(公告)号：CN114975770A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210524634.1
申请日：2022-05-13
Applicant: 华中科技大学 , 深圳华中科技大学研究院
Abstract: 本发明属于存内信号处理技术领域，具体涉及一种基于自旋轨道力矩器件的电流比较器和模数转换器。根据自旋轨道力矩器件的电阻与平面磁场在一定范围内线性变化的关系，在SOT器件的上层和/或下层铺设电流导线，器件的电阻RH将与电流导线上的电流IDC成正比，实现IDC对RH的线性调控，当施加写电流时，写电流的大小使得器件磁滞几乎为0，器件在工作前不需要进行初始化操作。进行电流比较时，将待比较的电流输入电流导线，形成电流差ΔI或磁场差ΔH，改变器件电阻ΔR，根据器件电阻的大小从而判断两个电流的大小，实现电流比较功能，其中比较阈值可调，且比较电流的同时，比较结果存储在SOT器件的电阻中，不再需要额外的存储电路来存储比较结果。
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公开(公告)号：CN114975770B
公开(公告)日：2024-08-06
申请号：CN202210524634.1
申请日：2022-05-13
Applicant: 华中科技大学 , 深圳华中科技大学研究院
Abstract: 本发明属于存内信号处理技术领域，具体涉及一种基于自旋轨道力矩器件的电流比较器和模数转换器。根据自旋轨道力矩器件的电阻与平面磁场在一定范围内线性变化的关系，在SOT器件的上层和/或下层铺设电流导线，器件的电阻RH将与电流导线上的电流IDC成正比，实现IDC对RH的线性调控，当施加写电流时，写电流的大小使得器件磁滞几乎为0，器件在工作前不需要进行初始化操作。进行电流比较时，将待比较的电流输入电流导线，形成电流差ΔI或磁场差ΔH，改变器件电阻ΔR，根据器件电阻的大小从而判断两个电流的大小，实现电流比较功能，其中比较阈值可调，且比较电流的同时，比较结果存储在SOT器件的电阻中，不再需要额外的存储电路来存储比较结果。
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公开(公告)号：CN114675215B
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202210279496.5
申请日：2022-03-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01R33/02 , G01R33/06 , G01R33/09 , G01Q60/38 , B32B9/00 , B32B9/04 , B32B15/00 , B32B15/04 , B32B15/18 , B32B15/20
Abstract: 本发明公开了一种纯电操控纳米三维磁传感器及其阵列与磁场测量方法，属于分析及测量控制技术领域，磁传感器包括：从下至上依次包括：自旋流生成层、磁性材料层及氧化物层，或从下至上依次包括：自旋流生成层和磁性隧道结或自旋阀。磁传感器阵列包括多个共用一个自旋流生成层的所述磁传感器。方法为通过在单个磁传感器上施加激励电流脉冲，统计二稳态纳米磁体在随机过程中某一磁化状态出现的概率，根据该概率与磁场矢量之间的关系计算磁场矢量在三维空间方向上的分量大小。即本发明通过单个纳米器件实现了三维磁场矢量在三维空间分量的测量。同时，本发明的磁传感器为纳米器件，能够实现纳米尺度的测量，空间分辨率高，且尺寸小，易于大规模集成。
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公开(公告)号：CN113488584B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202110695410.2
申请日：2021-06-23
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于FePt材料的磁化翻转器件、无外磁场翻转方法及应用，属于自旋电子器件领域，磁化翻转器件包括单晶衬底和生长于单晶衬底上的FePt层，用于实现电流驱动磁化翻转；或者，从下至上依次包括：单晶衬底、FePt层以及一层或多层复合翻转层，用于实现无外磁场翻转；FePt层为L10相的单层FePt薄膜，用于在电流诱导下发生部分磁化翻转；复合翻转层从下至上依次包括：隔离层和诱导层；诱导层用于提供平面方向的杂散场或铁磁交换耦合，以打破系统对称性，实现无外磁场下的确定性磁矩翻转；隔离层用于防止FePt层与诱导层之间发生原子渗透。本发明能够简化基于SOT效应的磁化翻转器件的结构和制备工艺，并提高器件的垂直磁各向异性和热稳定性。
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公开(公告)号：CN114724598B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202210210505.5
申请日：2022-03-04
Applicant: 华中科技大学
IPC: G11C11/16
Abstract: 本发明公开了一种基于自旋轨道耦合的感存算一体结构及其操作方法，其结构包括：衬底以及形成于衬底上的功能层，功能层包括依次堆叠于衬底上的SOT感应层、绝缘层和磁场生成层，且划分为N个功能区，N≥1，在每个功能区中：磁场生成层形成有电流支路，用于传输上层电流；SOT感应层设置有SOT器件，SOT器件为包括电流施加条和电压测试条的Hallbar结构，电流支路与电流施加条相互垂直，电流支路输入上层电流后产生方向与电流施加条中电流方向平行的均匀磁场，电流施加条中输入写电流与所述均匀磁场共同作用，在SOT器件中写入稳定的反常霍尔电阻，电压测试条用于测试反常霍尔电压。通过以上结构，可以集感知、存储和运算为一体，大大提高运算速度并降低功耗。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114724598A
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202210210505.5
申请日：2022-03-04
Applicant: 华中科技大学
IPC: G11C11/16
Abstract: 本发明公开了一种基于自旋轨道耦合的感存算一体结构及其操作方法，其结构包括：衬底以及形成于衬底上的功能层，功能层包括依次堆叠于衬底上的SOT感应层、绝缘层和磁场生成层，且划分为N个功能区，N≥1，在每个功能区中：磁场生成层形成有电流支路，用于传输上层电流；SOT感应层设置有SOT器件，SOT器件为包括电流施加条和电压测试条的Hallbar结构，电流支路与电流施加条相互垂直，电流支路输入上层电流后产生方向与电流施加条中电流方向平行的均匀磁场，电流施加条中输入写电流与所述均匀磁场共同作用，在SOT器件中写入稳定的反常霍尔电阻，电压测试条用于测试反常霍尔电压。通过以上结构，可以集感知、存储和运算为一体，大大提高运算速度并降低功耗。
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公开(公告)号：CN114675215A
公开(公告)日：2022-06-28
申请号：CN202210279496.5
申请日：2022-03-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01R33/02 , G01R33/06 , G01R33/09 , G01Q60/38 , B32B9/00 , B32B9/04 , B32B15/00 , B32B15/04 , B32B15/18 , B32B15/20
Abstract: 本发明公开了一种纯电操控纳米三维磁传感器及其阵列与磁场测量方法，属于分析及测量控制技术领域，磁传感器包括：从下至上依次包括：自旋流生成层、磁性材料层及氧化物层，或从下至上依次包括：自旋流生成层和磁性隧道结或自旋阀。磁传感器阵列包括多个共用一个自旋流生成层的所述磁传感器。方法为通过在单个磁传感器上施加激励电流脉冲，统计二稳态纳米磁体在随机过程中某一磁化状态出现的概率，根据该概率与磁场矢量之间的关系计算磁场矢量在三维空间方向上的分量大小。即本发明通过单个纳米器件实现了三维磁场矢量在三维空间分量的测量。同时，本发明的磁传感器为纳米器件，能够实现纳米尺度的测量，空间分辨率高，且尺寸小，易于大规模集成。
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公开(公告)号：CN113488584A
公开(公告)日：2021-10-08
申请号：CN202110695410.2
申请日：2021-06-23
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于FePt材料的磁化翻转器件、无外磁场翻转方法及应用，属于自旋电子器件领域，磁化翻转器件包括单晶衬底和生长于单晶衬底上的FePt层，用于实现电流驱动磁化翻转；或者，从下至上依次包括：单晶衬底、FePt层以及一层或多层复合翻转层，用于实现无外磁场翻转；FePt层为L10相的单层FePt薄膜，用于在电流诱导下发生部分磁化翻转；复合翻转层从下至上依次包括：隔离层和诱导层；诱导层用于提供平面方向的杂散场或铁磁交换耦合，以打破系统对称性，实现无外磁场下的确定性磁矩翻转；隔离层用于防止FePt层与诱导层之间发生原子渗透。本发明能够简化基于SOT效应的磁化翻转器件的结构和制备工艺，并提高器件的垂直磁各向异性和热稳定性。
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公开(公告)号：CN109065707B
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN201810809559.7
申请日：2018-07-23
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种适用于基于铁磁材料的多态存储器的多态存储方法，包括：在基于铁磁材料的多态存储器的第一电极和第二电极之间施加定值的写电流，并对多态存储器施加平行或反平行于写电流的平面磁场；保持写电流的大小及方向均不变，改变平面磁场的大小，并获得每一个平面磁场值所对应的多态存储器的电阻值；选择m个电阻值，并通过编码得到m个数据值与m个电阻值一一映射的第一映射关系；获得与m个电阻值一一对应的m个平面磁场值，进而得到m个数据值与m个平面磁场值一一映射的第二映射关系，并由此实现利用多态存储器的m个电阻态分别存储m个数据值的多态存储。本发明能够有效提高多态存储的存储密度，降低存储功耗，并提高抗辐射能力。
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公开(公告)号：CN110851882A
公开(公告)日：2020-02-28
申请号：CN201910997447.3
申请日：2019-10-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F21/73
Abstract: 本发明属于自旋信息安全领域。针对现有物理不可克隆函数器件的制作工艺复杂、存在较大安全隐患的技术问题，提供了一种基于SOT效应的物理不可克隆函数生成方法及系统。首先，采用经过光刻、刻蚀等工艺制作的同一批器件构建Hall Bar阵列，对Hall Bar阵列的所有器件进行初始化，并施加相同的写电流；其次，根据给定的地址从所述阵列中任意选择N个器件，获取所述N个器件的反常霍尔电阻；最后，将所述N个器件的反常霍尔电阻进行两两比较，根据比较结果生成响应。本发明通过简单的光刻、刻蚀等工艺制作，得到不同的反常霍尔电阻分布，制备工艺简单且安全性能较高；而且，这样的随机性还可通过改变初始化电流和写电流进行重构，进一步提高了安全性能。
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