Крутящий момент передачи отжима - Spin-transfer torque

Простая модель крутящего момента передачи вращения для двух анти-совмещенных слоев. Ток, вытекающий из неподвижного слоя, поляризован по спину. Когда он достигает свободного слоя, большинство спинов релаксируют в более низкоэнергетические состояния с противоположным спином, прилагая при этом крутящий момент к свободному слою.
Принципиальная схема перехода спиновой клапан / магнитный туннель. В спиновом клапане промежуточный слой (фиолетовый) металлический; в магнитном туннельном переходе он изолирующий.

Крутящий момент с передачей спина ( STT ) - это эффект, при котором ориентация магнитного слоя в магнитном туннельном переходе или спиновом клапане может быть изменена с использованием спин-поляризованного тока.

Носители заряда (например, электроны) обладают свойством, известным как спин, который представляет собой небольшую величину углового момента, присущего носителю. Электрический ток обычно неполяризован (состоит из электронов со спином вверх на 50% и электронов со спином вниз на 50%); спин-поляризованный ток - это ток с большим количеством электронов любого спина. Пропуская ток через толстый магнитный слой (обычно называемый «фиксированным слоем»), можно создать спин-поляризованный ток. Если этот спин-поляризованный ток направить во второй, более тонкий магнитный слой («свободный слой»), угловой момент может быть передан этому слою, изменив его ориентацию. Это можно использовать для возбуждения колебаний. или даже поменять ориентацию магнита. Эффекты обычно наблюдаются только в устройствах нанометрового масштаба.

Память крутящего момента с передачей вращения

Крутящий момент передачи спина можно использовать для переворачивания активных элементов в магнитной памяти с произвольным доступом. Магнитная память с произвольным доступом (STT-RAM или STT-MRAM) с передачей вращения крутящего момента - это энергонезависимая память с почти нулевым потреблением энергии утечки, что является основным преимуществом по сравнению с памятью на основе заряда, такой как SRAM и DRAM . STT-RAM также имеет преимущества более низкого энергопотребления и лучшей масштабируемости, чем обычная магниторезистивная память с произвольным доступом (MRAM), которая использует магнитные поля для переключения активных элементов. Технология спин-передачи крутящего момента может сделать возможными устройства MRAM, сочетающие низкие требования к току и меньшую стоимость; однако величина тока, необходимая для переориентации намагниченности, в настоящее время слишком высока для большинства коммерческих приложений, и только уменьшение этой плотности тока является основой для нынешних академических исследований в спиновой электронике.

Индустриальное развитие

Hynix Semiconductor и Grandis заключили партнерство в апреле 2008 года для изучения коммерческого развития технологии STT-RAM.

Hitachi и Tohoku University продемонстрировали 32-мегабитную STT-RAM в июне 2009 года.

1 августа 2011 года Grandis объявила, что ее приобрела компания Samsung Electronics, сумма сделки не разглашается.

В 2011 году Qualcomm представила на симпозиуме по схемам СБИС 1 Mbit Embedded STT-MRAM, изготовленную по 45-нм технологии TSMC .

В мае 2011 года Российская нанотехнологическая корпорация объявила об инвестировании 300 миллионов долларов в Crocus Nano Electronics (совместное предприятие с Crocus Technology ), которое построит завод MRAM в Москве, Россия.

В 2012 году Everspin Technologies выпустила первый коммерчески доступный двухрядный модуль памяти DDR3 ST-MRAM объемом 64 Мб.

В июне 2019 года Everspin Technologies запустила опытное производство 28-нм чипов STT-MRAM 1 Гбайт.

В декабре 2019 года Intel продемонстрировала STT-MRAM для L4-кеша.

Другие компании, работающие над STT-RAM, включают Avalanche Technology, Crocus Technology и Spin Transfer Technologies.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка