Des chercheurs démontrent los angeles commutation sans champ d’aimants PMA commerciaux à température ambiante

Les mémoires magnétiques à accès aléatoire (MRAM) sont des dispositifs de stockage de données qui stockent des données numériques dans des aimants à l’échelle nanométrique et les représentent sous forme de code binaire (par exemple, « 0 » ou « 1 »). L. a. magnétisation des nano-aimants à l’intérieur de ces dispositifs de mémoire peut être dirigée vers le haut ou vers le bas.

Au cours de los angeles dernière décennie, les ingénieurs électroniciens ont introduit des applied sciences capables d’inverser cette course en utilisant les courants électriques présents dans les avions. Ces applied sciences ont finalement permis los angeles création d’une nouvelle classe de dispositifs MRAM, appelés MRAM à couple orbital (SOT).

Bien que les tactics existantes permettant d’inverser los angeles course de magnétisation des nano-aimants dans les SOT-MRAM se soient révélées efficaces, nombre d’entre elles ne fonctionnent que si les champs magnétiques externes sont alignés sur los angeles course du courant électrique. Dans un article récent publié dans Electronique naturelledes chercheurs de l’Université nationale de Singapour ont démontré une commutation sans champ du fer, du bore et du cobalt (CoFeB) avec une anisotropie magnétique perpendiculaire (PMA) dans des stipulations ambiantes.

“L’avènement des applied sciences permettant de commuter los angeles magnétisation by way of des courants électriques a conduit à los angeles commercialisation de los angeles MRAM à couple de transfert de spin”, a déclaré Hyunsoo Yang, l’un des auteurs de l’article, à Tech Xplore. “SOT-MRAM est désormais considérée comme los angeles technologie de nouvelle génération dans ce domaine. Plus précisément, l’utilisation de SOT pour commuter los angeles magnétisation de matériaux présentant une anisotropie magnétique perpendiculaire (PMA) est prometteuse pour los angeles création de dispositifs de mémoire non unstable efficaces.”

Plusieurs études récentes ont tenté de surmonter les limites des méthodes conventionnelles de commutation de magnétisation SOT. L. a. plupart des answers proposées nécessitent des processus de fabrication complexes ou l’intégration de couches magnétiques supplémentaires dans l’structure du dispositif MRAM, ce qui peut réduire los angeles densité de stockage et los angeles durée de vie du dispositif.

“Une méthode selection consiste à utiliser des spins hors plan, ce qui peut faciliter los angeles commutation PMA sans avoir besoin d’un champ magnétique externe”, a déclaré Yang. « Tandis que Weyl Semimetals WTe₂ Il a été utilisé pour los angeles commutation sans champ à basse température, et les packages pratiques de los angeles MRAM se font à température ambiante. Pendant ce temps, WTE₂ Il souffre d’une consommation d’énergie élevée en raison de sa haute résistance. Il existe donc une demande pressante pour une resolution plus économe en énergie pour permettre une commutation PMA sans champ à température ambiante.

Des études antérieures portant sur les dispositifs MRAM ont montré que los angeles commutation PMA peut être réalisée en tirant parti des cycles hors plan. Plus précisément, ils ont montré que les spins hors plan peuvent résister à l’amortissement magnétique, permettant ainsi los angeles commutation PMA même lorsqu’aucun champ magnétique n’est appliqué.

“Ce résultat s’accompagne d’une réduction de los angeles consommation d’énergie, une affirmation étayée par nos calculs théoriques”, a expliqué Yang. “Ces spins hors plan peuvent être produits au sein de matériaux caractérisés par un manque de symétrie de réflexion latérale, comme le montre los angeles determine A ci-dessus, démontrant que les stipulations requises pour leur apparition sont liées aux propriétés structurelles du matériau.”

Inspirés par des efforts antérieurs dans ce domaine, Yang et ses collègues ont décidé de tirer parti des spins hors plan pour permettre une commutation sans champ magnétique des aimants PMA commerciaux à température ambiante. Ils ont finalement réussi à utiliser des spins hors plan obtenus à partir du tellurure d’iridium de tantale semi-métallique (TaIrTe).₄).

“Notre réussite a été démontrée par des mesures binaires de résistance électromagnétique et de couple de résonance magnétique, validant l’life de spins polarisés hors plan”, a déclaré Yang. “L’attitude d’inclinaison pour los angeles rotation hors plan est d’environ 8°-20°. Il est frappant de constater que los angeles conductivité de Corridor de spin de TaIrTe₄ Estimé à 5,44 x 10⁴ (ћ/2e) (Ωm)^-1montrant une augmentation significative d’environ un ordre de grandeur par rapport au WTe₂“.

Les résultats récents recueillis par Yang et ses collègues mettent en valeur le potentiel de TaIrTe₄ En tant que supply de courant de spin pour permettre une commutation PMA induite par SOT sans champ. À l’avenir, leurs travaux pourraient inspirer d’autres équipes de recherche à expérimenter ce matériau, ouvrant ainsi de nouvelles voies intéressantes pour développer los angeles SOT-MRAM.

« Dans ce travail, nous avons initialement acquis TaIrTe₄ “Ils s’écaillent par exfoliation mécanique à partir d’un monocristal”, a ajouté Yang. “Cependant, à des fins industrielles, il est nécessaire de produire des movies à grande échelle by way of des tactics compatibles avec une manufacturing à grande échelle. Ces movies doivent en même temps présenter los angeles construction cristalline. asymétrie requise pour générer des excursions supplémentaires. ” le niveau. ”

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