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외부로부터 면내 전류(in-plane current)를 공급받아 내부에서 상기 면내 전류인 전하 전류의 흐름 방향에 대해 수직하게 흐르는 자가생성 스핀전류(self-generated spin current)를 생성하고 상기 자가생성 스핀전류를 통해 데이터 구조체를 제어하는 저장 매체;상기 저장 매체로부터 상기 자가생성 스핀전류를 공급받아 상기 자가생성 스핀전류를 감쇠 통과시키는 스핀 싱커(spin sinker); 및상기 저장 매체를 통해 상기 데이터 구조체의 자기 저항을 측정하는 읽기 노드를 포함하고,상기 저장 매체는 자성 금속으로 이루어지고,상기 스핀 싱커는 자성 절연물질로 이루어지고,상기 읽기 노드는, 상기 저장 매체를 통해 상기 저장 매체에 데이터 구조체의 존재 유형 또는 존재 유무에 따라 데이터 '1' 또는 '0'으로 읽는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제1 항에 있어서,상기 스핀 싱커는,상기 저장 매체 상에서 상기 저장 매체와 직접적으로 접촉하고,상기 읽기 노드는,상기 저장 매체 아래에서 상기 저장 매체와 직접적으로 접촉하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제2 항에 있어서,상기 저장 매체는, 상기 저장 매체에 하나의 층으로 이루어져서,강자성 금속 또는 준자성 금속 또는 반강자성 금속을 포함하고,상기 스핀 싱커는,상기 스핀 싱커에 하나의 층으로 이루어져서,강자성 절연물질 또는 준자성 절연물질 또는 반강자성 절연물질을 포함하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제2 항에 있어서,상기 저장 매체는, 상기 저장 매체에 복수의 층으로 이루어져서,개별 층별로 강자성 금속 또는 준자성 금속 또는 반강자성 금속을 포함하고,상기 스핀 싱커는,상기 스핀 싱커에 하나의 층으로 이루어져서,강자성 절연물질 또는 준자성 절연물질 또는 반강자성 절연물질을 포함하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제2 항에 있어서,상기 저장 매체는, 상기 저장 매체에 하나의 층으로 이루어져서,강자성 금속 또는 준자성 금속 또는 반강자성 금속을 포함하고,상기 스핀 싱커는,상기 스핀 싱커에 복수의 층으로 이루어져서,개별 층별로 강자성 절연물질 또는 준자성 절연물질 또는 반강자성 절연물질을 포함하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제2 항에 있어서,상기 저장 매체는, 상기 저장 매체에 복수의 층으로 이루어져서,개별 층별로 강자성 금속 또는 준자성 금속 또는 반강자성 금속을 포함하고,상기 스핀 싱커는,상기 스핀 싱커에 복수의 층으로 이루어져서,개별 층별로 강자성 절연물질 또는 준자성 절연물질 또는 반강자성 절연물질을 포함하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제3 항 내지 제6 항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,상기 저장 매체는,Fe, Co, Ni, B, Si, Zr, Pt, Tb, Pd, Cu, W, Ta, Gd, Ir, Mn, Cr, I, Ge, 및 Te 중 적어도 하나를 포함하고,상기 스핀 싱커는,Fe, Co, Ni, Mn, Y, Tm, Gd, Eu, S, N, O, Ba, Cr, Ge, 및 Te 중 적어도 하나를 포함하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제2 항에 있어서,상기 저장 매체의 상기 일 측부에서, 상기 스핀 싱커 아래에 상기 저장 매체와 전기적으로 접촉하는 쓰기 노드를 더 포함하고,상기 쓰기 노드는,상기 저장 매체의 상기 외부로부터 전원을 인가받아 상기 저장 매체에 상기 면내 전류를 공급하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제2 항에 있어서,상기 읽기 노드는,상기 저장 매체 상에 순차적으로 적층되는 터널베리어와 강자성체를 포함하고, 상기 저장 매체에서 상기 데이터 구조체의 이동 동안, 상기 읽기 노드 바로 아래에서 상기 저장 매체의 상기 데이터 '1' 또는 '0'에 대응되는 상기 자기 저항을 전기적으로 측정하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제2 항에 있어서,상기 데이터 구조체는,자구 벽(magnetic domain wall) 또는 자기 소용돌이(magnetic vortex) 또는 자기 스커미온(magnetic skyrmion) 또는 자기 스커미온 파생 구조를 포함하고,상기 자기 스커미온 파생 구조는,자기스커미오늄(magnetic skyrmionium) 또는 자기 호피온(magnetic hopfion)을 포함하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제1 항에 있어서,상기 저장 매체 상에 상기 스핀 싱커를 적층시키면서, 상기 저장 매체와 상기 스핀 싱커 주변에 전기 절연체를 더 포함하고,상기 저장 매체와 상기 스핀 싱커는,하나의 적층 단위를 구성하여 적층 단위로 반복해서 적층되고, 상기 전기 절연체는,인접하는 하부 및 상부 적층 단위 사이에 위치되어 하부 적층 단위의 스핀 싱커와 상부 적층단위의 저장 매체와 직접적으로 접촉하고,상기 하부 적층 단위의 상기 스핀 싱커로부터 상기 상부 적층단위의 상기 저장 매체를 향해 자가생성 스핀전류의 흐름을 막는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제11 항에 있어서,상기 저장 매체와 상기 스핀 싱커는,개별적으로 볼 때 적어도 하나의 층으로 이루어지며, 서로 동일한 개수의 층을 포함하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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13
제11 항에 있어서,상기 저장 매체와 상기 스핀 싱커는,개별적으로 볼 때 적어도 하나의 층으로 이루어지며, 서로 다른 개수의 층을 포함하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제12 항 또는 제13 항에 있어서,상기 저장 매체는,Fe, Co, Ni, B, Si, Zr, Pt, Tb, Pd, Cu, W, Ta, Gd, Ir, Mn, Cr, I, Ge, 및 Te 중 적어도 하나를 포함하는 강자성 금속 또는 준자성 금속 또는 반강자성 금속이고,상기 스핀 싱커는,Fe, Co, Ni, Mn, Y, Tm, Gd, Eu, S, N, O, Ba, Cr, Ge 및 Te 중 적어도 하나를 포함하는 강자성 절연물질 또는 준자성 절연물질 또는 반강자성 절연물질인, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제11 항에 있어서,상기 저장 매체 주변에 위치되는 쓰기 노드; 및 상기 쓰기 노드에 전기적으로 접속되는 쓰기 선택 회로; 및 상기 읽기 노드에 전기적으로 접속되는 읽기 선택 회로를 더 포함하고,상기 쓰기 노드와 상기 읽기 노드는,개별 적층 단위의 저장 매체에 전기적으로 접속되어 개별 노드에 스위칭 회로를 포함하여 개별 적층 단위의 저장 매체에 쓰기 또는 읽기 동작시 상기 스위칭 회로를 서로 다르게 온(On) 또는 오프(Off)시키는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제15 항에 있어서,상기 쓰기 노드는,상기 개별 적층 단위의 상기 저장 매체에 상기 면내 전류를 공급하고, 상기 읽기 노드는,상기 개별 적층 단위의 상기 저장 매체 주변에 터널베리어와 강자성체로 이루어지고, 상기 저장 매체에서 상기 데이터 구조체의 이동 동안, 상기 저장 매체의 상기 데이터 '1' 또는 '0'에 대응되는 자기 저항을 전기적으로 측정하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제15 항에 있어서,상기 쓰기 선택 회로와 상기 읽기 선택 회로는,상기 개별 적층 단위의 쓰기 노드와 읽기 노드를 선택하여 상기 개별 적층 단위의 상기 쓰기 노드와 상기 읽기 노드에 전원을 공급하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제11 항에 있어서,상기 데이터 구조체는,자구 벽 또는 자기 소용돌이 또는 자기 스커미온 또는 자기 스커미온 파생 구조를 포함하고,상기 자기 스커미온 파생 구조는,자기스커미오늄 또는 자기 호피온을 포함하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제1 항에 있어서,상기 저장 매체와 상기 스핀 싱커를 순차적으로 적층시키면서, 상기 스핀 싱커 상에 순차적으로 위치되는 터널베리어와 강자성체를 더 포함하고,상기 읽기 노드는,상기 저장 매체 아래에 하부 읽기 노드 그리고 상기 강자성체 상에 상부 읽기 노드로 위치되어 상기 저장 매체 및 상기 강자성체와 직접적으로 접촉하고,상기 하부 읽기 노드와 상기 상부 읽기 노드 사이에서 상기 저장 매체와 상기 스핀 싱커와 상기 터널베리어와 상기 강자성체를 메모리 셀로 가지고,상기 강자성체는 고정 자화(fixed magnetization)를 가지고,상기 자성 매체는 자유 자화(free magnetization)를 가지는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제19 항에 있어서,상기 저장 매체에 전기적으로 접촉되는 쓰기 노드를 더 포함하고,상기 쓰기 노드는,상기 저장 매체에 전원을 인가하여 상기 저장 매체에 상기 면내 전류를 공급하고, 상기 읽기 노드는,상기 하부 읽기 노드와 상기 상부 읽기 노드 사이에 상기 저장 매체의 자화 방향과 상기 강자성체의 자화 방향의 평행 또는 반평행 따라 상기 저장 매체의 상기 데이터 '1' 또는 '0'에 대응되는 자기 저항을 전기적으로 측정하는, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제19 항에 있어서,상기 저장 매체는,Fe, Co, Ni, B, Si, Zr, Pt, Tb, Pd, Cu, W, Ta, Gd, Ir, Mn, Cr, I, Ge, 및 Te 중 적어도 하나를 포함하는 강자성 금속 또는 준자성 금속 또는 반강자성 금속이고,상기 스핀 싱커는,Fe, Co, Ni, Mn, Y, Tm, Gd, Eu, S, N, O, Ba, Cr, Ge 및 Te 중 적어도 하나를 포함하는 강자성 절연물질 또는 준자성 절연물질 또는 반강자성 절연물질인, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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제19 항에 있어서,상기 데이터 구조체는,상기 강자성체의 자화 방향과 평행 또는 반평행을 이루는 상기 저장 매체의 자화 방향인, 스핀 싱커를 포함하는 자기 소자
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