專利名稱：電寫磁性存儲器件及其裝置、信息記錄再現(xiàn)及制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及信息存儲技術領域，尤其是涉及一種電寫磁性存儲器件、具有該器件 的存儲裝置、基于該器件的信息記錄再現(xiàn)方法以及該器件的制造方法。
背景技術：
信息存儲技術是當代信息工業(yè)發(fā)展中的重要一環(huán)，如何進一步提高存儲信息的讀 寫速度和提高信息的安全性都是迫在眉睫的要求。目前世界上所有的數(shù)字信息存儲器件， 無論采用什么介質(zhì)和技術，均是以存儲“0”和“ 1”兩種不同的信息訊號作為記錄手段的，作 為數(shù)字本身“0”和“1”并沒有意義，但是經(jīng)過信息的排列組合，就可以形成代表文字、聲音、 圖片等等信息的代碼。目前世界上通用的信息存儲器件主要包括運用磁讀寫的磁介質(zhì)存 儲器件(軟盤、硬盤)；運用光讀寫的光存儲器件(⑶、DVD)；運用磁寫光讀技術的磁光存儲 器件(M0磁光盤)；以及運用電寫電讀技術的電存儲器件(DRAM、FeRAM、FlashMemory)等。在上述信息存儲技術中，應用最為廣泛和最為成熟的是基于磁寫磁讀技術的計算 機硬盤磁存儲器件。目前計算機硬盤技術發(fā)展迅速，特別是在巨磁阻效應作為硬盤讀取磁 頭的關鍵技術得到廣泛應用后，硬盤的存儲密度和讀取精度都得到了進一步提升。但是作 為硬盤信息記錄的過程，其寫入操作則需要強磁場完成，一方面寫入速度較慢，這限制了硬 盤的方便性，也增大了其能耗。而利用電信號直接作用在存儲單元上的“電寫”過程則可以 大大減少信息寫入過程中的能耗，同時可以大幅提高信息寫入的速度。作為信息存儲的介質(zhì)材料，磁性介質(zhì)是利用其磁疇排列方向記錄信息的，容易受 到外磁場的干擾而丟失信息；電存儲介質(zhì)是利用電荷多少或電極化方向記錄信息，較易因 為器件內(nèi)部漏電流等因素的干擾而丟失信息；光存儲介質(zhì)是利用其表面形貌起伏記錄信 息，較易因外界劃痕等因素而丟失信息。為了達到保護信息安全的目的，技術人員一直在尋 找更為安全的信息存儲方式來存儲信息，為了保持磁存儲器件中的數(shù)據(jù)狀態(tài)，目前一般選 擇含有鉬等貴金屬元素的磁性合金，成本較高。而磁存儲介質(zhì)除了磁疇排列信息以外，還有 磁矯頑場H。的大小信息，磁矯頑場H。不易受到外界干擾而改變，是磁性介質(zhì)的一個較為穩(wěn) 定的物理參數(shù)。目前，磁性存儲器件為了保持其數(shù)據(jù)存儲的非易失性，就需要選擇磁矯頑場比較 大的磁性材料，以保持存儲器件中的數(shù)據(jù)狀態(tài)，因此在工作過程中就需要由磁頭提供一個 更大的磁場該改變器件中的數(shù)據(jù)狀態(tài)，在此過程中造成了較高的能耗。在另一方面，受到磁 頭提供寫入磁場大小的限制，磁性存儲器件無法選擇磁矯頑場更大的磁性材料來提供更為 安全的數(shù)據(jù)保持性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中的上述技術問題之一。為此，本發(fā)明的目的在于降低信息寫入的能耗，提高信息寫入的速度，并且有效提 高信息存儲的完整性和安全性。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種電寫磁性存儲器件，包 括底電極層；鐵電氧化物層，所述鐵電氧化物層形成在所述底電極層上；磁性記錄層，所 述磁性記錄層設置在所述鐵電氧化物層上，用于進行磁性記錄；保護層，所述保護層設置在 所述磁性記錄層上，以保護所述磁性記錄層，其中通過所述底電極層和磁性記錄層向所述 鐵電氧化物層施加寫入電場，且具有對應于所述寫入電場信息的不同磁矯頑場值。根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種存儲裝置，包括根據(jù)本發(fā)明第一個方面所述 的電寫磁性存儲器件，所述電寫磁性存儲器件上存儲有記錄信息；以及磁頭裝置，所述磁頭 裝置設置在所述電寫磁性存儲器件的上方，用于從所述電寫磁性存儲器件上讀寫所述磁性 記錄信息。根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供一種基于所述電寫磁性存儲器件的信息記錄再現(xiàn) 方法，包括根據(jù)信息形成對應的電場信息；以及在所述底電極層和所述磁性記錄層之間 施加具有所述電場信息的寫入電場。
根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，所述信息記錄再現(xiàn)方法還包括施加平行于所述磁性 記錄層的表面的檢驗磁場；停止施加檢驗磁場后，讀取所述電寫磁性存儲器件上方的第一 磁場信息；施加平行于所述磁性記錄層的表面的反向檢驗磁場；停止施加所述檢驗磁場 后，讀取所述電寫磁性存儲器件上方的第二磁場信息，其中在第一磁場信息與所述第二磁 場信息不同時，則所述電寫磁性存儲器件上存儲的磁矯頑場小于所述檢驗磁場；在第一磁 場信息與所述第二磁場信息相同時，則所述電寫磁性存儲器件上存儲的磁矯頑場大于所述 檢驗磁場，以判定存儲在所述磁性存儲器件上的數(shù)字信息。根據(jù)本發(fā)明的第五個方面，提供一種電寫磁性存儲器件的制造方法，包括下述步 驟形成鐵電氧化物層；在所述鐵電氧化物層上沉積磁性記錄層；在所述磁性記錄層上形 成保護層；在所述鐵電氧化物層的下表面形成底電極層。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明利用磁電效應原理，通過鐵電氧化物層與磁性記錄層之 間在電場作用下產(chǎn)生的磁電耦合效應對磁性記錄層的磁性進行調(diào)制，即利用電場信號直接 作用于存儲器件上進行信息寫入，降低了信息寫入的能耗，提高了信息寫入的速度，而且由 于利用不易受外界干擾的磁性記錄層的磁矯頑場H。大小進行信息記錄，提高了數(shù)據(jù)存儲的 完整性和安全性。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電寫磁性存儲器件的結構示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的包含基片層的電寫磁性存儲器件的結構示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的存儲裝置的磁頭裝置的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的存儲裝置的結構及其工作示意圖，其中示出了信 息寫入的工作過程；圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的存儲裝置的結構及其工作示意圖，其中示出信息讀取的過程1 ；圖6為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的存儲裝置的結構及其工作示意圖，其中示出信息 讀取的過程2 ；圖7為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的存儲裝置的結構及其工作示意圖，其中示出信息 讀取的過程3 ；
圖8為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的存儲裝置的結構及其工作示意圖，其中示出信息 讀取的過程4;圖9示出實例樣品磁光克爾回線隨寫入電場E變化的變化規(guī)律；圖10示出實例樣品磁矯頑場H。隨寫入電場E變化的變化規(guī)律；圖11示出實例樣品模擬寫入電信號作用下磁矯頑場H。變化的變化規(guī)律。附圖標記說明1-電寫磁性存儲器件 2-磁頭裝置3-底電極層4-鐵電氧化物層5-磁性記錄層6-保護層7-潤滑層8-信息寫入裝置9-讀取磁頭10-檢驗磁場發(fā)生裝置11-屏蔽層12-磁隙13-線圈14-基片層
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。磁電效應是在施加外電場作用下引起材料磁極化發(fā)生變化的多場耦合效應。多鐵 性磁電復合材料是一類將具有鐵電性的材料和鐵磁性的材料按照一定的復合結構組合在 一起的新材料，這類新材料具有磁電效應。這類材料可以采用諸如脈沖激光沉積、磁控濺射 等多種物理制備方法以及溶膠_凝膠法等化學制備方法進行制備。2007年，希臘德謨克利 特國家研究中心的N Woutis等人用脈沖激光沉積的方法在壓電的鋯鈦酸鉛(PZT)陶瓷表 面制備了呈插指電極狀的Co5tlFe5tl合金薄膜，并研究了在該電極上施加電場對于合金薄膜 磁矯頑場H。的影響。發(fā)明人經(jīng)過研究表明，基于磁電效應的多鐵性復合薄膜可以利用電場對磁性層的 矯頑場產(chǎn)生調(diào)制，通過電場利用鐵電氧化物層與磁性記錄層之間的耦合效應對磁性進行調(diào) 制，可以在兩個不同方向電場的作用后分別保持磁矯頑場大小的兩個不同狀態(tài)，以此可以 實現(xiàn)信息的電寫磁性存儲?；谠摯判源鎯ζ鞅３执判猿C頑場大小的信息存儲特征，特點 在于不受外界磁場干擾，使磁性存儲器件數(shù)據(jù)存儲整體性能和安全性能提高，利用電場進 行信息寫入可以降低能耗，同時也提高了信息寫入的速度。下面將參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的電寫磁性存儲器件、具有該器件的 存儲裝置、基于該器件的信息記錄方法以及該器件的制造方法。圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電寫磁性存儲器件1的結構示意圖。該電寫磁性存儲器件1基于磁電效應的原理，采用多層結構，包括底電極層3 ；鐵電氧化物層4，所述鐵電氧化物層4形成在所述底電極層3上；磁性記錄層5，所述磁性記錄層5設置在所述鐵 電氧化物層4上，用于進行磁性記錄；保護層6，所述保護層6設置在所述磁性記錄層5上， 以保護所述磁性記錄層5。其中鐵電氧化物層4與磁性記錄層5之間能夠產(chǎn)生磁電耦合作 用，通過底電極層3和磁性記錄層5能夠向所述鐵電氧化物層4施加寫入電場E (參見圖 4)，且所述磁性記錄層5的磁矯頑場Hc能夠在寫入電場的作用下從第一磁矯頑場值改變至 第二磁矯頑場值。由此，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明由于能夠通過施加寫入電場E，利用鐵電氧化物層 4與磁性記錄層5之間的磁電耦合效應對磁性記錄層5的磁性進行調(diào)制，可以利用寫入電場 的兩個不同方向代表所需寫入信息的“0”和“ 1”，所對應的在磁性記錄層中磁矯頑場大小 的兩個狀態(tài)用于存儲信息的“0”和“ 1” ；在讀取時通過設計的磁頭裝置按照特定的讀取方 法，可以將磁矯頑場大小的狀態(tài)信息獲取，從而實現(xiàn)信息“0”和“1”的存儲。與現(xiàn)有技術利 用磁性記錄層磁疇排列方向進行“0”、“ 1，，信息存儲的方法相比，本技術具有所記錄信息不 受外界干擾磁場影響，也不需要高矯頑場的材料，使磁性存儲器件數(shù)據(jù)存儲整體性能和安 全性能提高。利用電場進行信息寫入具有降低能耗、提高了信息寫入的速度的有益效果。上述實施例中，可使用但不僅限于諸如Ag、Pt、Fe、Cu或含有這些元素的合金材料 或者釕酸鍶(SRO)、鎳酸鑭(LNO)等氧化物材料中的任何一種作為底電極層3。鐵電氧化物層4優(yōu)選但不僅限于采用鈦酸鋇(BTO)、鈦酸鉛(PTO)、鋯鈦酸鉛 (PZT)、鈧酸鉍-鈦酸鉛(BSPT)、鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛(PMN-PT)、鋅鈮酸鉛-鈦酸鉛(PZN-PT) 材料。磁性記錄層5優(yōu)選地由Fe、Co、Ni及其合金材料中的任何一種來形成。磁性記錄 層5的材料磁矯頑場Hc可以在寫入電場E的作用下實現(xiàn)從Hcl到H。2的變化。保護層6是用于保護磁性記錄層3的一個結構。例如，可使用類金剛石非晶碳或 者氧化鎂等氧化物為主要成分的薄膜。此外，保護層6可以使用本技術領域中公知的用于 磁性記錄介質(zhì)保護的任何一種薄膜材料來形成。當然，鐵電氧化物層4和磁性記錄層5也可選用能夠滿足上述磁電耦合效應所需 要的其他材料，保護層6也可選用其他適于保護磁性記錄層5的材料，本發(fā)明對此并不做任 何限制。根據(jù)本實施例的一個示例，鐵電氧化物層4的厚度(tFE)遠大于磁性記錄層5厚 度(tFM)。優(yōu)選地，鐵電氧化物層4的厚度(tFE)與磁性記錄層5的厚度(tFM)的關系滿足 tFM/tFE < 0. 01。經(jīng)過發(fā)明者實驗研究表明，當鐵電氧化物層4與磁性記錄層5的厚度關系 滿足上述關系時，通過在鐵電氧化物層上施加的電場不僅可以調(diào)控磁性記錄層的矯頑場變 化，而在撤銷鐵電氧化物層上的電場后，磁性記錄層的矯頑場大小狀態(tài)可以保持，不會隨施 加電場的減小而變化，只有當施加反向電場時，該矯頑場大小才發(fā)生狀態(tài)轉變，這一特性保 證了電寫磁性存儲的非易失性。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電寫磁性存儲器件1還包括一個信息寫入裝置8，信息 寫入裝置8與底電極層3和磁性記錄層5電學相連，更具體地，分別與信息寫入裝置8的正 負極兩極連通，用于將所需寫入的信息轉化為正向或負向的寫入電場E，并將寫入電場E施 加到鐵電氧化物層4。
如圖2所示，在電寫磁性存儲器件1采用的多層結構中，還可增加基片層14，用于 對電寫磁性存儲器件1的多層結構提供力學支撐?；瑢?4與多層結構的底電極層3相 貼接并可使用本技術領域內(nèi)公知的、具有平滑表面的各種非磁性襯底作為基片。如圖1-2、4_8所示，電寫磁性存儲器件1還包括設置在保護層6上的潤滑層7。潤 滑層7是為了減小磁頭和存儲介質(zhì)之間的摩擦而設置的一個結構，可使用本技術領域中公 知的各種高分子潤滑劑形成。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種存儲裝置，其包括如前所述的 電寫磁性存儲器件1，電寫磁性存儲器件1上存儲有記錄信息；以及磁頭裝置，所述磁頭裝 置設置在電寫磁性存儲器件1的上方。所述磁頭裝置進一步包括讀取磁頭9、檢驗磁場發(fā)生裝置10和屏蔽層11。其中讀取磁頭9用于探測存儲器表面磁場狀態(tài)的改變，以從電寫磁性存儲器件1的表 面讀取磁疇信息，可采用公知的本領域技術中采用的磁性記錄讀取磁頭形成。檢驗磁場發(fā) 生裝置10為利用軟磁材料磁隙12和線圈13構成的復合結構，可在磁性記錄層5所在空間 施加平行于磁性記錄層5薄膜表面方向的大小介于第一磁矯頑場值Hcl和第二磁矯頑場值 氏2之間的檢驗磁場Ηεχ。屏蔽層11設置在讀取磁頭9和檢驗磁場發(fā)生裝置10的兩側，用于 屏蔽讀取磁頭9工作時對電寫磁性存儲器件1上相鄰的信息存儲單元上存儲的信息造成的 干擾影響。屏蔽層11可由本技術領域中實現(xiàn)磁屏蔽的任何一種薄膜材料來形成，優(yōu)選含有 Ni、Fe元素的合金材料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還提供一種基于電寫磁性存儲器件1的信息記錄方 法，其包括以下步驟根據(jù)信息形成對應的電場信息；以及在底電極層3和磁性記錄層5之 間施加具有所述電場信息的寫入電場Ε。其中所述電場信息為對應于0或者1的正向或者 負向電場。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還提供一種電寫磁性存儲器件1的制造方法，其包括 下述步驟形成鐵電氧化物層4 ；在鐵電氧化物層4上沉積磁性記錄層5 ；在磁性記錄層5上 形成保護層6 ；在鐵電氧化物層4的下表面形成底電極層3。優(yōu)選地，所述電極材料為銀電 極材料。需要說明的是，上述的形成步驟中也可以先形成所述底電極層3并在所述底電極 層3上形成所述鐵電氧化物層4。由此上述的方法步驟可以根據(jù)工藝來進行調(diào)節(jié)，其也落入 本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。在電寫磁性存儲器件1的復合結構制備工作中通過基片清洗、靶材基片安裝、基 片預處理、靶材清洗、薄膜生長、退火處理等的簡單步驟，選擇諸如脈沖激光沉積方法、磁控 濺射或化學溶液旋涂法等合適方法和合適的工藝參數(shù)即可分別制備出高質(zhì)量的復合結構 中的各層材料。比如，可以通過物理氣相沉積法、化學溶液旋涂法、固相燒結法、固相反應燒 結法中的一種來形成所述鐵電氧化物層4，在鐵電氧化物層4上通過磁控濺射法、射頻濺射 法、真空蒸鍍法中的一種沉積磁性記錄層5，以及在磁性記錄層5上通過物理氣相沉積法或 者化學氣相沉積法形成保護層6。本發(fā)明所提及的基于磁電效應的電寫磁性存儲器件1也 可以通過其他的物理或者化學的方法進行沉積制備。下面較為詳細地描述根據(jù)本發(fā)明實施例的存儲裝置的信息寫入和讀取的工作過程。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的存儲裝置執(zhí)行信息寫入的工作過程。本裝置在工作時，其信息記錄再現(xiàn)過程為由信息寫入裝置8產(chǎn)生正向(或負向) 的電場信息，該電場信息對應于寫入信息的“0”(或“1”)，并通過底電極層3和磁性記錄層 5向鐵電氧化物層4施加寫入電場E。
由于磁電耦合效應的作用，使磁性記錄層5的磁矯頑場H。對應地變化為Hca (或 Hc2)，在寫入電場E撤消后，磁性記錄層5的磁矯頑場依然保持變化后的大小Hcl (或H。2)，從 而實現(xiàn)在電寫磁性存儲器件1上執(zhí)行信息記錄的過程。如圖4至8所示，為根據(jù)本發(fā)明的存儲裝置執(zhí)行信息再現(xiàn)或者讀取的工作過程。本 裝置在工作時，讀取磁頭9位于存儲有所需信息的電寫磁性存儲器件1上方，并與所潤滑層 7接觸，其信息讀取過程為過程1 檢驗磁場發(fā)生裝置10產(chǎn)生平行于磁性記錄層5薄膜表面方向的檢驗磁場 Hex(參見圖5)；過程2 檢驗磁場發(fā)生裝置停止工作后讀取磁頭9讀取電寫磁性存儲器件1上方 表面的磁場信息H1 (參見圖6)；過程3 檢驗磁場發(fā)生裝置10產(chǎn)生平行于磁性記錄層5薄膜表面方向的與前一環(huán) 節(jié)方向相反的檢驗磁場Ηεχ(參見圖7)；過程4 檢驗磁場發(fā)生裝置10停止工作后讀取磁頭9讀取電寫磁性存儲器件1上 方表面的磁場信息H2 (參見圖8)。其中，通過比較讀取磁場信息H1與H2之間的差別，通過去除誤差、噪音的處理后， 若讀取磁場信息H1與H2之間有明顯差別，則電寫磁性存儲器1保存的磁矯頑場H。小于檢 驗磁場Hra ；若讀取磁場信息H1與H2之間無明顯差別，則電寫磁性存儲器1保存的磁矯頑場 Hc大于檢驗磁場Hex ；通過數(shù)據(jù)處理過程，可以直接反饋對應存儲信息“0”或“ 1 ”。下面進一步通過實例對本發(fā)明做進一步的說明。實例使用磁控濺射方法在厚度為600 μ m的鈧酸鉍-鈦酸鉛(BSPT)鐵電氧化物層上沉 積厚度為420nm的鐵-鍺合金(Fe-Ge)非晶薄膜作為磁性記錄層，在該層上面有很薄的氧 化物層作為保護層。在BSPT基片下表面涂覆銀電極作為底電極層。在銀底電極層和磁性記 錄層之間施加從-19kV/cm到+19kV/cm的寫入電場，形成對鐵電氧化物層施加的電場。禾U 用磁光克爾效應測試系統(tǒng)研究了磁性記錄層的磁矯頑場隨施加在鐵電層上的電壓的增加 而變化的特性。圖9給出了實例樣品磁光克爾回線隨寫入電場E變化的變化規(guī)律，分別在 不同的電場下，磁性記錄層的磁性有很大的不同。圖10給出了實例樣品磁矯頑場H。隨寫 入電場E變化的變化規(guī)律，隨著如圖描述的施加寫入電場的循環(huán)過程，可以觀察到樣品的 矯頑場可以在去掉寫入電場后進行信息保持。圖11是實例樣品模擬寫入電信號作用下磁 矯頑場H。變化的變化規(guī)律。該結果有效地說明在磁電耦合效應作用下，可以有效地完成該 器件的電寫磁性存儲功能。綜上所述，本發(fā)明的上述設備和方法采用多鐵性磁電復合材料作為電寫磁性存儲 器件的主要部分，利用磁電耦合作用實現(xiàn)了基于該電寫磁性存儲器件保持磁性矯頑場大小 的信息存儲特性，特點在于不受外界磁場干擾，有利于數(shù)據(jù)安全、完整地保存，同時利用其 電寫的特點，降低了能耗，提高了信息寫入速度。
盡管參照本發(fā)明的多個示意性實施例對本發(fā)明的具體實施方式
進行了詳細的描述，但是必須理解，本領域技術人員可以設計出多種其他的改進和實施例，這些改進和實施 例將落在本發(fā)明原理的精神和范圍之內(nèi)。具體而言，在前述公開、附圖以及權利要求的范圍 之內(nèi)，可以在零部件和/或者從屬組合布局的布置方面作出合理的變型和改進，而不會脫 離本發(fā)明的精神。除了零部件和/或布局方面的變型和改進，其范圍由所附權利要求及其 等同物限定。
權利要求
一種電寫磁性存儲器件，包括底電極層；鐵電氧化物層，所述鐵電氧化物層形成在所述底電極層上；磁性記錄層，所述磁性記錄層設置在所述鐵電氧化物層上，用于進行磁性記錄；保護層，所述保護層設置在所述磁性記錄層上，以保護所述磁性記錄層，其中通過所述底電極層和磁性記錄層向所述鐵電氧化物層施加寫入電場，且所述磁性記錄層的磁矯頑場Hc具有對應于所述寫入電場信息的不同磁矯頑場值。
2.根據(jù)權利要求1所述的電寫磁性存儲器件，其中在所述電場信息中，正向電場對應 于O或者1，負向電場對應于O和1中的剩余一個。
3.根據(jù)權利要求1所述的電寫磁性存儲器件，其中所述鐵電氧化物層由下述材料中的 一個來形成鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛、鈧酸鉍_鈦酸鉛材料、鈮鎂酸鉛_鈦酸鉛、鋅鈮酸 鉛_鈦酸鉛。
4.根據(jù)權利要求1所述的電寫磁性存儲器件，其中所述磁性記錄層由Fe、Co、Ni及其 合金材料中的一種材料形成。
5.根據(jù)權利要求1所述的電寫磁性存儲器件，其中所述鐵電氧化物層厚度(tFE)大于 所述磁性記錄層厚度(tFM)。
6.根據(jù)權利要求1所述的電寫磁性存儲器件，其中鐵電氧化物層厚度(tFE)與所述磁 性記錄層厚度(tFM)的關系滿足<formula>formula see original document page 2</formula>
7.根據(jù)權利要求1所述的電寫磁性存儲器件，其中所述保護層由類金剛石非晶碳或氧 化鎂形成。
8.根據(jù)權利要求1所述的電寫磁性存儲器件，進一步包括信息寫入裝置，所述信息寫入裝置與所述底電極層和所述磁性記錄層電學相連，以將 寫入電場施加到所述鐵電氧化物層。
9.根據(jù)權利要求1所述的電寫磁性存儲器件，進一步包括設置在所述保護層上的潤滑層。
10.根據(jù)權利要求1所述的電寫磁性存儲器件，進一步包括 基片層，所述基片層與所述底電極層相接。
11.一種存儲裝置，包括如權利要求1-10中任一項所述的電寫磁性存儲器件，所述電寫磁性存儲器件上存儲 有記錄信息；以及磁頭裝置，所述磁頭裝置設置在所述電寫磁性存儲器件的上方，用于從所述電寫磁性 存儲器件上讀寫所述磁性記錄信息。
12.根據(jù)權利要求11所述的存儲裝置，其中所述磁頭裝置包括 讀取磁頭，用于從所述電寫磁性存儲器件的表面讀取磁疇信息；檢驗磁場發(fā)生裝置，所述檢驗磁場發(fā)生裝置可在所述磁性記錄層所在空間施加介于所 述不同的磁矯頑場值之間的檢驗磁場；以及屏蔽件，所述屏蔽件設置在所述讀取磁頭和所述檢驗磁場發(fā)生裝置的兩側，以屏蔽其 電磁干擾。
13.根據(jù)權利要求12所述的存儲裝置，其中所述屏蔽件由含有Ni、Fe元素的合金材料 形成。
14.一種基于權利要求1所述的電寫磁性存儲器件的信息記錄再現(xiàn)方法，包括根據(jù)信息形成對應的電場信息；以及在所述底電極層和所述磁性記錄層之間施加具有所述電場信息的寫入電場。
15.根據(jù)權利要求14所述的信息記錄再現(xiàn)方法，還包括施加平行于所述磁性記錄層的表面的檢驗磁場；停止施加檢驗磁場后，讀取所述電寫磁性存儲器件上方的第一磁場信息；施加平行于所述磁性記錄層的表面的反向檢驗磁場；停止施加所述檢驗磁場后，讀取所述電寫磁性存儲器件上方的第二磁場信息，其中在 第一磁場信息與所述第二磁場信息不同時，則所述電寫磁性存儲器件上存儲的磁矯頑場小 于所述檢驗磁場；在第一磁場信息與所述第二磁場信息相同時，則所述電寫磁性存儲器件 上存儲的磁矯頑場大于所述檢驗磁場，以判定存儲在所述磁性存儲器件上的數(shù)字信息。
16.根據(jù)權利要求14所述的信息記錄再現(xiàn)方法，其中在所述電場信息中，正向電場對 應于O或者1，負向電場對應于O和1中的剩余一個。
17.一種電寫磁性存儲器件的制造方法，包括下述步驟形成底電極層；形成鐵電氧化物層；在所述鐵電氧化物層上沉積磁性記錄層；在所述磁性記錄層上形成保護層，其中所述鐵電氧化物層位于所述底電極層之上。
18.根據(jù)權利要求17所述的制造方法，其中通過物理氣相沉積法、化學溶液旋涂法、固 相燒結法、固相反應燒結法中的一種來形成所述鐵電氧化物層。
19.根據(jù)權利要求17所述的制造方法，其中通過磁控濺射法、射頻濺射法、真空蒸鍍法 中的一種在所述鐵電氧化物層上沉積磁性記錄層。
20.根據(jù)權利要求17所述的制造方法，其中通過物理氣相沉積法或者化學氣相沉積法 在所述磁性記錄層上形成保護層。
21.根據(jù)權利要求17所述的制造方法，其中所述鐵電氧化物層厚度(tFE)大于所述磁 性記錄層厚度(tFM)。
22.根據(jù)權利要求17所述的制造方法，其中鐵電氧化物層厚度(tFE)與所述磁性記錄 層厚度(tFM)的關系滿足UFM/UFE<0.0全文摘要
本發(fā)明提供一種電寫磁性存儲器件，包括底電極層；鐵電氧化物層，所述鐵電氧化物層形成在所述底電極層上；磁性記錄層，所述磁性記錄層設置在所述鐵電氧化物層上；保護層，所述保護層設置在所述磁性記錄層上，其中通過所述底電極層和磁性記錄層向所述鐵電氧化物層施加寫入電場，且所述磁性記錄層的磁矯頑場Hc具有對應于所述寫入電場信息的不同磁矯頑場值。本發(fā)明還提供一種存儲裝置、一種信息記錄再現(xiàn)方法以及一種電寫磁性存儲器件的制造方法。采用本發(fā)明所述的設備和方法，能夠利用電場信號直接作用于存儲器件上進行信息寫入，降低能耗，同時利用不易受外界干擾的磁性記錄層磁矯頑場Hc大小進行信息記錄，提高了數(shù)據(jù)存儲的安全性。
文檔編號G11B5/62GK101814294SQ20101003387
公開日2010年8月25日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權日2010年1月11日
發(fā)明者南策文, 李崢, 林元華, 王婧 申請人:清華大學