다축 자화물질 단일층을 이용한 자기논리소자
Magnetic logic Device based on the single magnetic layer with multiple magnetic easy axes
특허 요약
본 발명은 다축 자기이방성 특성을 갖는 자성 물질의 각 자화방향에 따라 다르게 주어지는 저항 상태를 이용한 자기논리 소자에 관한 것이다. 구체적으로는 정방형 결정구조를 가지는 기판상에 절연막으로 이격되는 다수의 전류라인을 구비하되, 상기 기판과 각각의 전류라인 사이에 하나의 강자성체층이 배치되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 다수의 안정한 자화 상태를 단일 자성층에서 구현하고, 자성체 층 자체를 센서 층으로 동시에 이용함으로써 자기 논리 소자 구조를 간단히 하여 공정을 단축하고 생산 단가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 초기화에 따라 소자의 기능이 전환 가능한 효과가 있다. 자기논리소자, 자기이방성, 평면홀효과, 터넬링 비등방자기저항
청구항
번호청구항
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대칭성 있는 결정구조를 갖는 기판; 상기 기판상에 구비되고, 각각 절연막으로 이격되는 3개의 전류라인; 하나의 강자성체 층; 을 포함하고, 상기 강자성체 층은 Fe, Co, Ni, Cr, permalloy, heusler alloy 에서 선택되는 강한 다축이방성을 갖는 자성체, 또는 게르마늄망간(GeMn)을 포함하는 강한 다축 이방성을 갖는 강자성 반도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 다축 자화물질 단일층을 이용한 자기논리소자.

2

청구항 1에 있어서, 상기 강자성체 층은 자화 방향에 따라 각기 다른 평면 홀 저항 혹은 터넬링 비등방 자기저항 값을 측정하여 논리값을 센싱하는 다축이방성이 강한 강자성체 층인 것을 특징으로 하는 다축 자화물질을 이용한 자기논리소자.

3

청구항 2에 있어서, 상기 자기논리소자는, 상기 기판상에 형성되는 상기 강자성체 층과, 상기 강자성체 층 상에 절연막으로 이격되는 제 1전류라인(Negation), 제 2전류라인(입력 A), 제 3전류라인(입력 B)이 순차적으로 적층 배치되는 것을 특징으로 하는 다축 자화물질을 이용한 자기논리소자.

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청구항 2에 있어서, 상기 자기논리소자는, 상기 기판상에 형성되는 제1 전류라인과, 상기 제1 전류라인 상에 절연막으로 이격되는 상기 강자성체 층, 제2 전류라인(입력 A), 제3 전류라인(입력 B)이 순차로 적층 배치되는 것을 특징으로 하는 다축 자화물질 단일층을 이용한 자기논리소자.

5

청구항 2에 있어서, 상기 자기논리소자는, 상기 기판상에 형성되는 제1 전류라인과, 상기 제1 전류라인 상에 절연막으로 이격되는 제2 전류라인, 제3 전류라인, 상기 강자성체 층이 순차 적층 배치되는 것을 특징으로 하는 다축 자화물질 단일층을 이용한 자기논리소자.

6

청구항 2에 있어서, 상기 자기논리소자는, 상기 기판상에 형성되는 제1 전류라인과, 상기 제1 전류라인상에 절연막으로 이격되는 제2 전류라인, 제3 전류라인이 순차적으로 형성되며, 상기 제3 전류라인 상에 절연막으로 이격되는 상기 강자성체 층이 배치되는 것을 특징으로 하는 다축 자화 물질 단일층을 이용한 자기논리소자.

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청구항 3 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기논리소자는, 상기 강자성체 층 자체에서 평면 홀저항을 측정하거나, 상기 강자성체 층과 하나의 절연막을 사이에 두고 이웃한 전류라인 사이의 터넬링 비등방 자기저항 값을 측정하여 논리값을 센싱하는 것을 특징으로 하는 다축 자화물질 단일층을 이용한 자기논리소자.

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청구항 3 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 강자성체 층은, 논리소자로 동작 시 상기 제2 전류라인(입력 A)과 상기 제3 전류라인(입력 B)이 셀 안에 펄스 형태로 전류를 인가하여 유도 자기장을 형성하고, 상기 자기장의 방향(Ø)과 세기에 의해 양축자기 이방성을 갖는 강자성 재료의 자화 방향이 전환되며, 상기 전환되는 자화 방향(자화상태)에 따라 달라지는 평면 홀 저항 값 또는 터넬링 비등방 자기저항 값을 측정하여 논리값을 결정하는 것을 특징으로 하는 다축 자화물질 단일층을 이용한 자기논리소자.

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청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기논리소자는, 출력 동작 시 상기 강자성체 층 혹은 상기 강자성체 층과 하나의 절연막을 사이에 두고 이웃한 전류라인에 센싱 전류를 흘려보내서 저장된 홀 저항 또는 터넬링 비등방 자기저항 값을 읽는 것을 특징으로 하는 다축 자화물질 단일층을 이용한 자기논리소자.

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