Spintronista muistia vääntäen

02.12.2020

Tokio_spintroninen-muistitekniikka-300-t.jpgSpin-orbit vääntömomentin kenttämäinen osuus yrittää kohdistaa magnetisoitumisen materiaalin tasoon, mutta toimiakseen muistirakenteena magnetoitumisen onkin oltava kohtisuorassa siihen nähden.

Suurempi kuva

Tutkijat ovat taas askeleen lähempänä toteuttaa spintroniikan periaatteiden mukaisesti toimiva muisti. Sellainen voisi tarjota haihtumattomuutta ja suuria nopeuksia pienellä tehonkäytöllä.

Tokion yliopiston tutkijoiden kehittämä ainutlaatuinen galliumarsenidipohjainen ferromagneettinen puolijohde voi toimia muistina vaihtamalla nopeasti magneettisen tilansa pienellä indusointivirralla.

Aikaisemmin tällainen virran aiheuttama magneettikytkentä oli epävakaa ja vei paljon virtaa, mutta tämä uusi materiaali sekä vaimentaa epävakautta että vähentää virrankulutusta.

Kokeellisten spintronisten muistirakenteiden ytimessä ovat magneettiset materiaalit, jotka voidaan magnetisoida vastakkaisiin suuntiin edustamaan binääritiloja 1 tai 0 ja tämä tilanvaihto voi tapahtua erittäin nopeasti.

Parhaita materiaaleja tähän tarkoitukseen on kuitenkin etsitty pitkään ja vaivalloisesti, koska spintronisten materiaalien magnetointi ei ole yksinkertaista. Spintronisissa järjestelmissä on mekaniikan tapaan vääntömomentteja, joita kutsutaan spin-orbit-momenteiksi, vaikka ne ovatkin kvanttimekaanisia eivätkä klassisia.

Kohtisuoraan magnetoiduissa kalvoissa virta indusoi kuitenkin kahden tyyppistä spin-orbit-vääntömomenttia, joista toinen auttaa magnetisoinnin vaihtamista, mutta toinen tekee kytkennän haastavaksi, koska siihen vaikuttavat käytetyn materiaalijärjestelmän luonnolliset ominaisuudet.

Tutkijat havaitsivat, että galliumarsenidipohjaisten ferromagneettisten puolijohteiden ohutkalvoilla ei-toivottu vaikutus voitiin tukahduttaa. Tämä tarkoittaa, että magnetointikytkentä tapahtui pienimmällä virralla, jollaista koskaan on kirjattu tällaiselle prosessille.

Aiheesta aiemmin:

Spintroniikkaa ja muistitekniikkaa

Kohti spintronisia MRAM-muisteja

Antimagneettinen muisti

19.06.2024Täysin optinen fotonisiru tunnistaa ja käsittelee
19.06.2024Uusia toiveita sinkki-ilma akuille
17.06.2024Elektroneille viisikaistainen supervaltatie
14.06.2024Energiatehokasta kvanttilaskentaa magnoneilla
13.06.2024Pienenergian keruu tehostuu
12.06.2024Uusia menetelmiä 2D-materiaalien muokkaukseen
11.06.2024Infrapunan kuvaustekniikkaa arkikäyttöön
10.06.2024Kalsiumoksidin kvanttisalaisuus: lähes kohinattomat kubitit
07.06.2024Tehdä sähköä metallista ja ilmasta
06.06.2024Hämä-hämähäkki kiipes elektroniikkaan

Siirry arkistoon »