三态自旋电子器件、存储单元、存储阵列及读写电路

摘要

本公开提供了一种三态自旋电子器件、存储单元、阵列及读写电路，其三态自旋电子器件，自下而上包括：底电极、磁隧道结和顶电极；磁隧道结包括：自旋轨道耦合层、铁磁自由层、势垒隧穿层和铁磁参考层、三个局域磁畴壁钉扎中心和磁畴壁成核中心；调制反对称交换作用，磁畴壁钉扎中心嵌设在重金属与铁磁自由层界面；磁畴壁成核中心设置在铁磁自由层的两端；电流脉冲流经自旋轨道耦合层产生自旋流注入铁磁自由层，全电场调控下自旋轨道转矩有效场驱动畴壁移动位移，其位移可通过电流的脉冲数、脉宽以及方向调制，具有CMOS工艺兼容性和高可靠性，本公开同时提供了三态读写电路及其三值网络计算应用方案，实现了三值自旋电子器件的高性能GXNOR运算。