利用钒或钛基轨道霍尔效应产生轨道转矩的磁电子器件及其制造方法

本发明公开了一种利用金属钒或钛轨道霍尔效应产生轨道转矩的磁电子器件及其制造方法。所述器件包括依次层叠的衬底、包含钒或钛层的轨道霍尔结构、以及与之相邻的重金属层、铁磁层。当电荷电流通过所述钒或钛层时，基于轨道霍尔效应产生横向的轨道电流，该轨道电流注入至铁磁层后转换为有效的轨道转矩，用于操控铁磁层的磁化状态。优选地，所述铁磁层具有垂直磁各向异性。本发明通过利用钒或钛这一轻质过渡金属作为轨道霍尔材料，实验证实可获得大于0.45的巨大轨道霍尔角，同时，由于材料的电阻率较低，在实际器件中能减少分流现象，可显著降低实现写入翻转的临界电流密度。该器件结构简单，与现有半导体工艺兼容，为开发低功耗、高密度的磁性随机存储器（MRAM）提供了一种全新的材料平台。