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更新(月/日/年):2019 年 7 月 5 日

开发一种通过电压进行高效自旋控制的新型材料

– 超低功耗压控磁存储器实用化的一步–


研究人员:Takayuki Nozaki,自旋电子学研究中心电压自旋电子学团队负责人


摘要

与东北大学、国立材料科学研究所、大阪大学和日本同步辐射研究所合作,研究人员开发了一种用于压控磁存储器的新型极薄铁铱 (FeIr) 磁性材料,可通过电压实现高效自旋控制,效率约为传统自旋控制的三倍。

图
所开发的掺铱超薄铁薄膜(红星)的特性及器件结构示意图


背景

磁性随机存取存储器 (MRAM) 有望成为一种很有前途的工作存储器,它利用磁性的非易失性,具有低待机功耗。然而,由于使用电流来写入信息,因此由于电流产生的热量,用于写入过程的能量较高。另一方面,可以使用电压扭矩 MRAM 中的电压脉冲写入信息。预计将开发出理想的低驱动功率的小型非易失性存储器。为了将电压-扭矩MRAM投入实际应用,面临的挑战是提高电压自旋控制的效率。

新发现

在之前的工作中,使用了传统的铁钴 (FeCo) 基合金。研究人员发现,通过使用掺铱超薄铁薄膜,电压自旋控制的效率可以提高约三倍。除了电压控制的效率外,垂直磁各向异性(对于显示电压扭矩MRAM的可扩展性很重要)也同时得到改善。他首次实现了实用电压扭矩MRAM(例如最后一级缓存)的目标性能。

未来计划

研究人员将为所开发的材料开发批量生产技术。他还将开发新材料和结构,以进一步增强垂直磁各向异性和电压自旋控制的效率。





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