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      MRAM技术新突破!台湾清大团队发表新磁性翻转技术

      作者:时间:2019-03-26来源:?#31350;?#25216;收藏

        全球各半导体大厂如三星、东芝、英特尔等摩拳擦掌竞相投入磁阻式随机存取存储器(),准备在后摩尔定律世代一较高下。台湾清华大学研究团队最新发表以自旋流操控铁磁-反铁磁纳米膜层的磁性翻转,研究成果已于今年2月19日刊登于材料领域顶尖期刊《自然材料》(NatureMaterials)。

      本文引用地址:http://www.ytvs.tw/article/201903/398858.htm

        为非挥发性存储器技术,断电时利用纳米磁铁所存储的数据不会流失,是?#23433;?#22833;忆”的存储器。其结构如三明治,上层是自由翻转的铁磁层,可快速处理数据,底层则?#23884;?#38145;住的铁磁层,可?#31859;?#23384;储数据,两层?#24615;?#26377;氧化层隔开。

        其运作原理?#36125;?#20108;铁磁层磁化?#36739;?#30456;同,是低电阻态,代表“1”;二铁磁层磁化?#36739;?#30456;反,为高电阻态,代表“0”。有别于目前主流存储器SRAM与兼具处理与存储信息功能,断电时信息不会流失,电源开启可实时运作,耗能低、读写速度快,成为产业界看好的明?#32617;?#26143;。

        不过,当中技术关键就是如何操控钉锁住的铁磁层。简单来说,若要将铁磁层磁矩?#36739;?#38025;锁住,只需“黏”上一层反铁磁层即可,制成的铁磁-反铁磁膜层即可应用在磁存储器上。

        此现象称为“交换偏压?#20445;?#34429;发现?#20004;?#24050;超过60年,其应用性极广,但背后的物理机制未明。?#21307;换?#20559;压操控性极为有限,必须将元件升温,再于外加磁场下降温,才能改变铁磁层磁矩的钉锁?#36739;頡?/p>

        因而世界各研究团队莫不希望突破此困境,寻求突破性的操控技术。其中一个突破点,就是善用自旋流。台湾清大研究团队解释,电子具有电荷,也具有自旋:当电荷流动?#20445;?#21363;会产生熟悉的电流,若有办法驱动自旋流动,即可产生自旋流。

        据了解,台湾清大研究团队利用自旋流通过铁磁-反铁磁膜层,率?#26085;?#31034;操控元件“交换偏压”?#36739;?#19982;大小,创下该领域技术新里程碑。且该技术可与现有电子元件操控与制程无缝接轨,是MRAM大突破,为自旋电子学带来崭新视野。

        然而,发?#26500;?#31243;也非全然顺遂,全球?#20934;?#30340;利用自旋流操控交换偏置曾引起审稿委员质疑是元件温度升高所致,与自旋流无关。不过,通过研发团队发新测量技术,排除热效应,成功消弭外界专家质疑。

        目前研究团队已将相关技术应用到其它结构的纳米膜层,而这项突破除学术贡献外,通过相关计划,对于存储器产业也?#33455;?#23450;性影响力。这项技术在学理上的存取速度接近SRAM,具闪存非挥发性特性,平均能耗远低于,具应用于嵌入式存储器潜力,随着AI、物联网设备与更多的数据收集与传感需求,MRAM市场预期将迅速成长。



      关键词: MRAM DRAM

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