МНОГОУРОВНЕВЫЙ МАГНИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

1. Многоуровневый магнитный элемент (2), содержащий первый туннельный барьерный слой (22) между мягким ферромагнитным слоем (23), имеющим намагниченность, которая может быть свободно выстроена, и первым твердым ферромагнитным слоем (21), имеющим намагниченность, которая фиксируется при первом низком температурном пороге (Tw3) и способна свободно выстраиваться при первом высоком температурном пороге (Tw1); отличающийся тем, что
магнитный элемент (2) дополнительно содержит второй туннельный барьерный слой (24) и второй твердый ферромагнитный слой (25), имеющий намагниченность, которая фиксируется при первом низком температурном пороге (Tw3) и способна свободно выстраиваться при втором высоком температурном пороге (Tw2); где мягкий ферромагнитный слой (23) образован между первым и вторым туннельными барьерными слоями (22, 24).
2. Магнитный элемент (2) по п.1, где первый высокий температурный порог (Tw1) первого антиферромагнитного слоя (20), по существу, равен второму высокому температурному порогу (Tw2) второго антиферромагнитного слоя (24).
3. Магнитный элемент (2) по п.1, где
1
2
первый туннельный барьерный слой (22) имеет произведение сопротивление первого перехода-площадь (RA), которое, по существу, равно произведению сопротивление второго перехода-площадь (RA) второго туннельного барьерного слоя (24).
4. Магнитный элемент (2) по п.1, где первый высокий температурный порог (Tw1) первого антиферромагнитного слоя (20) выше, чем второй высокий температурный порог (Tw2) второго антиферромагнитного слоя (24).
5. Магнитный элемент (2) по п.1, где первый твердый ферромагнитный слой (21) и второй твердый ферромагнитный слой (25) имеют разные магнитные моменты.
6. Магнитный элемент (2) по п.1, где
упомянутый мягкий ферромагнитный слой (23) имеет толщину от 1 до 10 нм.
7. Способ записи в магнитный элемент (2), охарактеризованный по любому из пп.1-6, содержащий этапы, на которых:
нагревают упомянутый магнитный элемент (2) до первого высокого температурного порога (Tw1);
прикладывают первое записывающее магнитное поле так, чтобы выстроить намагниченность первого запоминающего слоя (21) и намагниченность второго запоминающего слоя (25) соответственно первому магнитному полю; и
охлаждают упомянутый магнитный элемент (2) до первого низкого температурного порога (Tw3) так, чтобы заморозить намагниченность первого и второго запоминающих слоев (21, 25) в их выстроенном состоянии.
8. Способ по п.7, где
первый высокий температурный порог (Tw1) выше, чем второй высокий температурный порог (Tw2); способ дополнительно содержащий этапы, на которых:
охлаждают упомянутый магнитный элемент (2) до второго высокого температурного порога (Tw2) и
прикладывают второе записывающее магнитное поле так, чтобы выстроить намагниченность второго запоминающего слоя (25) соответственно второму магнитному полю; так что до четырех разных уровней состояния могут быть записаны в магнитном элементе (2).
9. Способ по п.8, где:
первое записывающее магнитное поле ориентируют в направлении, противоположном направлению второго записывающего магнитного поля, так что намагниченность первого запоминающего слоя (21) выстраивается в направлении, противоположном намагниченности второго запоминающего слоя (25).
10. Способ по п.8, где первое записывающее магнитное поле ориентируют в том же направлении, что и направление второго записывающего магнитного поля, так что намагниченность первого запоминающего слоя (21) выстраивается в том же направлении, что и намагниченность второго запоминающего слоя (25).
11. Способ считывания магнитного элемента (2), охарактеризованного по любому из пп.1-4, содержащий этапы, на которых:
прикладывают первое считывающее магнитное поле (53) так, чтобы выстроить намагниченность чувствительного слоя (23) в первом выстроенном направлении соответственно первому считывающему магнитному полю (53);
1
измеряют первое сопротивление (R) магнитного элемента (2);
прикладывают второе считывающее магнитное поле (54) так, чтобы выстроить намагниченность чувствительного слоя (23) во втором выстроенном направлении соответственно второму считывающему магнитному полю (54); и
2
измеряют второе сопротивление (R) магнитного элемента (2).
12. Способ по п.11, где
первый твердый ферромагнитный слой (21) и второй твердый ферромагнитный слой (25) имеют разные магнитные моменты и где первое считывающее магнитное поле (53) прикладывают с нулевой величиной поля.