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기판;상기 기판 상에 배치된 중금속층;상기 중금속층 상에 배치되고, 자구벽(Domain Wall)의 이동이 가능한 자유층;상기 자유층 상에 배치된 터널 장벽층;상기 터널 장벽층 상에 배치되고 자화 방향이 고정된 고정 도메인층; 및상기 고정 도메인층 상에 배치된 캡핑층을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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제1항에 있어서,상기 고정 도메인층은, 상기 터널 장벽층 상에 배치된 고정층;상기 고정층 상에 배치된 제1 비자성층;상기 제1 비자성층 상에 배치된 제1 다층막;상기 제1 다층막 상에 배치된 제2 비자성층; 및상기 제2 비자성층 상에 배치된 제2 다층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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제2항에 있어서,상기 제1 비자성층 및 상기 제2 비자성층은 Ru, Ta, W 및 Cu 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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제2항에 있어서,상기 제1 다층막과 상기 제2 다층막은 서로 반대 방향으로 스핀 방향이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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제2항에 있어서,상기 제1 다층막 및 상기 제2 다층막은 Co와 Pd가 번갈아가며 적층된 구조이고, 상기 제1 다층막의 자화 세기가 상기 제2 다층막의 자화 세기보다 작은 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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제1항에 있어서,스핀 소스 기능의 상기 중금속층은 Ta, Hf, W, Nb 및 이의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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제1항에 있어서,상기 자유층은 스핀 궤도 전류에 의해 자구벽 이동이 가능하고, Co, Fe, Ni, Mn 및 이의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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제7항에 있어서,상기 합금은 CoFeB, NiFe, CoPt, CoPd, FePt 및 FePd으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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제1항에 있어서,상기 터널 장벽층은 MgOx 또는 AlOx인 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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제1항에 있어서,상기 캡핑층은 상기 제2 다층막의 안정적인 상태 유지를 위해 형성되고, 상기 캡핑층은 Ti, Ni, Fe, Cu, Al, Cr, Ta, Hf, W, Nb 및 이의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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제1항에 있어서,상기 기판 상에 배치된 상기 고정층의 영역은 상기 기판의 표면적 대비 5% 이상 내지 50% 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 스핀 뉴런 소자
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기판, 상기 기판 상에 배치된 중금속층, 상기 중금속층 상에 배치되고, 자구벽(Domain Wall)의 이동이 가능한 자유층, 상기 자유층 상에 배치된 터널 장벽층, 상기 터널 장벽층 상에 배치된 고정 도메인층 및 상기 고정 도메인층 상에 배치된 캡핑층을 포함하는 스핀 뉴런 소자의 동작방법에 있어서,상기 중금속층에 장축 방향으로 펄스 전류를 가하는 단계;상기 펄스 전류로 인해 상기 자유층의 자구벽이 이동하는 단계;상기 자유층의 자구벽 이동으로 상기 스핀 뉴런 소자의 자기 저항값이 변화하는 단계; 및상기 펄스 전류의 위상을 반전하여 상기 스핀 뉴런 소자를 리셋하는 단계를 포함하는 스핀 뉴런 소자의 동작 방법
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제12항에 있어서,상기 자유층의 자구벽 이동으로 상기 스핀 뉴런 소자의 자기 저항값이 변화하는 단계에서는, 상기 뉴런 스핀 소자의 자기 저항값이 최소가 되는 단계를 더 포함하는 스핀 뉴런 소자의 동작 방법
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제13항에 있어서,단계적으로 가해지는 상기 펄스 전류로 인해 상기 자유층의 자구벽이 단계적으로 이동하고, 상기 뉴런 스핀 소자의 자기 저항값이 단계적으로 감소하는 것을 포함하는 스핀 뉴런 소자의 동작 방법
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제12항에 있어서,상기 펄스 전류의 위상 반전으로 인해 상기 스핀 뉴런 소자의 자기 저항값이 최대가 되는 상기 스핀 뉴런 소자의 리셋 단계를 더 포함하는 스핀 뉴런 소자의 동작 방법
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제12항에 있어서,상기 뉴런 스핀 소자의 자기 저항값은 상기 펄스 전류로 인해 다단계로 변화하는 것을 펄스 포함하는 스핀 뉴런 소자의 동작 방법
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제12항에 있어서,상기 고정층의 상기 기판 상의 점유하는 영역은 상기 기판의 표면적 대비 5% 이상 내지 50% 이하의 범위인 것을 포함하는 스핀 뉴런 소자의 동작 방법
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