日本東北大學的大野英男教授和俊介富卡米副教授的研究小組利用自旋軌道-轉矩感應磁化轉換研制出一項新結構的磁存儲裝置。
這二十多年,在開發磁性隨機存儲器(MRAMs)方面付諸了巨大的努力,其存儲信息是作為磁體的磁化方向。因為磁化是可能的,一般而言,在反向無限地全速運轉情況下,磁性隨機存儲器被認為有望替代目前使用的以半導體為基礎的內存儲器,如靜態隨機存儲器(SRAMs)和動態隨機訪問存儲器(DRAMs),這些存儲器面臨著幾個嚴重的問題。
磁性隨機存儲器(MRAMs)研發的核心問題是如何有效地實現反向磁化。
最近,已有報道對自旋軌道轉矩(SOT)感應磁化轉換進行深入研究,力矩帶來的平面電流通過自旋軌道相互作用是可利用的,已經演示。原則上,自旋軌道轉矩(SOT)感應磁化轉換考慮到在納秒級的時間尺度下的極速反向磁化。
日本東北大學的研究小組展示了自旋軌道轉矩(SOT)感應磁化轉換的新方案。但是,已有的兩種切換方案,磁化是正交地定向應用于寫電流,而現有結構是磁化與電流在同一直線上。研究小組使用新結構組裝了三端設備,以鉭/鈷鐵硼/氧化鎂為基礎的磁性材料用于隧道連接點,已成功通過切換操作的演示。
所需的電流密度而引起的磁化轉換是相當小的,電阻為0和1的狀態差距很大,表明這種新結構很有前景,可應用于磁性隨機存儲器。
此外,研究小組展示了新結構應用于有用工具的潛力,可深入到自旋軌道轉矩(SOT)感應磁化轉換,但仍存在一些隱秘的問題。
磁存儲設備能夠在未接入電源的狀態下存儲信息,從而大大減少集成電路的能量消耗。尤其是在經歷了相當長的備用時間后,有助于使其變成有意義的應用,如傳感器節點,有可能在未來互聯網社會擔任重要的角色。