Krouticí moment při přenosu točení - Spin-transfer torque

Jednoduchý model točivého momentu pro přenos dvou protilehlých vrstev. Proud vycházející z pevné vrstvy je spinově polarizovaný. Když dosáhne volné vrstvy, většina spinů se uvolní do nízkoenergetických stavů opačného rotace a aplikuje točivý moment na volnou vrstvu v procesu.
Schematické znázornění spojení otočným ventilem / magnetickým tunelem. V odstředivém ventilu je distanční vrstva (fialová) kovová; v magnetickém tunelu je izolační.

Krouticí moment při přenosu točení (STT) je účinek, při kterém je orientace magnetické vrstvy v a spojení magnetickým tunelem nebo otočný ventil lze upravit pomocí spinově polarizovaného proudu.

Nosiče náboje (například elektrony) mají vlastnost známou jako roztočit což je malé množství moment hybnosti vlastní nosiči. Elektrický proud je obecně nepolarizovaný (skládající se z 50% roztočení a 50% roztočení elektronů); spin polarizovaný proud je jeden s více elektrony obou spinů. Průchodem proudu silnou magnetickou vrstvou (obvykle nazývanou „pevná vrstva“) lze vytvořit spinově polarizovaný proud. Pokud je tento spinově polarizovaný proud nasměrován do druhé, tenčí magnetické vrstvy („volná vrstva“), lze do této vrstvy přenést moment hybnosti a změnit její orientaci. To lze použít k rozrušení oscilace nebo dokonce otočit orientaci magnetu. Účinky jsou obvykle vidět pouze v zařízeních v měřítku nanometrů.

Paměť točivého momentu s přenosem otáčení

Krouticí moment pro rotaci lze použít k převrácení aktivních prvků v magnetické paměti s náhodným přístupem. Magnetická paměť s náhodným přístupem točivého momentu (STT-RAM nebo STT-MRAM) je a energeticky nezávislá paměť s téměř nulovým únikem energie, což je hlavní výhoda oproti pamětím založeným na nabíjení, jako jsou SRAM a DOUŠEK. STT-RAM má také výhody nižší spotřeby energie a lepší škálovatelnosti než u konvenčních magnetorezistivní paměť s náhodným přístupem (MRAM), která využívá magnetické pole k převrácení aktivních prvků [1]. Technologie točivého momentu s přenosem otáček má potenciál umožnit, aby zařízení MRAM kombinovala požadavky na nízký proud a sníženou cenu; množství proudu potřebné k přeorientování magnetizace je však v současnosti pro většinu komerčních aplikací příliš vysoké a samotné snížení této proudové hustoty je základem současného akademického výzkumu spinové elektroniky.[2]

Průmyslový rozvoj

Společnosti Hynix Semiconductor a Grandis uzavřely partnerství v dubnu 2008 s cílem prozkoumat komerční vývoj technologie STT-RAM.[3][4]

V červnu 2009 demonstrovaly univerzity Hitachi a Tohoku 32Mbitovou STT-RAM.[5]

1. srpna 2011 společnost Grandis oznámila, že ji koupila společnost Samsung Electronics za nezveřejněnou částku.[6]

V roce 2011, Qualcomm představil 1 Mbit Embedded STT-MRAM, vyrobený v TSMC 45 nm LP technologie na internetu Symposium on VLSI Circuits.[7]

V květnu 2011 Russian Nanotechnology Corp. oznámila investici ve výši 300 milionů USD do společnosti Crocus Nano Electronics (společný podnik s Crocus Technology ), která postaví továrnu MRAM v ruské Moskvě.

V roce 2012 Everspin Technologies vydal první komerčně dostupný DDR3 duální řadový paměťový modul ST-MRAM, který má kapacitu 64 Mb.[8].

V červnu 2019 Everspin Technologies zahájena pilotní výroba čipů STT-MRAM o rychlosti 28 nm 1 Gb [9].

V prosinci 2019 Intel demonstroval STT-MRAM pro L4-cache [10]

Mezi další společnosti pracující na STT-RAM patří Avalanche Technology, Crocus Technology[11] and Spin Transfer Technologies.[12]

Viz také

Reference

  1. ^ Bhatti, Sabpreet; Sbiaa, Rachid; Hirohata, Atsufumi; Ohno, Hideo; Fukami, Shunsuke; Piramanayagam, S.N (2017). „Paměť s náhodným přístupem založená na Spintronice: recenze“. Materiály dnes. 20 (9): 530. doi:10.1016 / j.mattod.2017.07.007.
  2. ^ Ralph, D.C .; Stiles, M. D. (duben 2008). "Točivé momenty přenosu". Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 320 (7): 1190–1216. arXiv:0711.4608. Bibcode:2008JMMM..320.1190R. doi:10.1016 / j.jmmm.2007.12.019. ISSN  0304-8853.
  3. ^ „Tisková zpráva společnosti Grandis popisující partnerství se společností Hynix“ (PDF). Grandis. 2008-04-01. Archivovány od originál (PDF) dne 14.04.2012. Citováno 2008-08-15.
  4. ^ „Tisková zpráva společnosti Hynix popisující partnerství se společností Grandis“. Hynix. 2008-04-02. Citováno 2008-08-15.[mrtvý odkaz ]
  5. ^ „Session 8-4: 32-Mb 2T1R SPRAM with localized bi-directional write driver and '1' / '0' dual-array Equized Reference Cell". vlsisymposium.org. Archivovány od originál dne 12. března 2012.
  6. ^ [1][trvalý mrtvý odkaz ][trvalý mrtvý odkaz ][mrtvý odkaz ]
  7. ^ Kim, J.P .; Qualcomm Inc., San Diego, CA, USA; Taehyun Kim; Wuyang Hao; Rao, H.M .; Kangho Lee; Xiaochun Zhu; Xia Li; Wah Hsu; Kang, S.H .; Matt, N .; Yu, N. (15. – 17. Června 2011). 45nm 1Mb zabudovaný STT-MRAM s konstrukčními technikami pro minimalizaci rušení čtení. Symposium 2011 on VLSI Circuits (VLSIC). ieeexplore.ieee.org. IEEE. ISBN  978-1-61284-175-5. ISSN  2158-5601.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  8. ^ „Everspin dodává první paměť ST-MRAM s 500násobným výkonem blesku“. Computerworld. 2012-11-12. Citováno 2014-09-25.
  9. ^ "Everspin vstupuje do pilotní produkční fáze první světové 28nm 1 Gb komponenty STT-MRAM | Everspin". www.everspin.com. Citováno 2019-06-25.
  10. ^ „Intel předvádí STT-MRAM pro mezipaměť L4“.
  11. ^ „Tisková zpráva Crocus popisující nový prototyp MRAM“. crocus-technology.com. Krokus. 1. 10. 2009. Archivovány od originál dne 20. dubna 2012.
  12. ^ „Rozhovor s Vincentem Chunem ze Spin Transfer Technologies“. Mram-info.com. Citováno 2014-02-07.

externí odkazy

  • Applet točivého momentu
  • J.C. Slonczewski: „Proudově řízené buzení magnetických vícevrstev (1996)“, Journal of Magnetism and Magnetic Materials Volume 159, Issues 1-2, June 1996, Pages L1-L7 [2]