本发明提供了一种磁性多层膜、存储单元及存储器。该磁性多层膜包括沿第一叠置方向依次叠置的第一磁性层、间隔膜和第二磁性层，间隔膜包括沿第二叠置方向叠置的多层间隔子膜，第一叠置方向和第二叠置方向相同，间隔子膜中的至少一层为非磁性间隔子膜。设置多层间隔子膜，一方面保证磁性多层膜有较强的垂直磁各向异性(PMA)，在用作磁性隧道结的自由层时获得预期的磁化方向。另一方面，多层间隔子膜两侧的磁性层可实现较强的层间磁性耦合，使得磁性层的磁化方向在较小的外磁场或外加电流作用下可以同时翻转。将本申请的磁性多层膜作为磁性隧道结的自由层时，具有该自由层的MTJ器件可实现较高的热稳定性因子Δ以及较低的翻转电流。