Točivý moment - 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.

Točivý moment ( STT ) je účinek, při kterém lze upravit orientaci magnetické vrstvy ve spoji magnetického tunelu nebo v rotačním ventilu pomocí proudu polarizovaného spinem.

Nosiče náboje (například elektrony) mají vlastnost známou jako spin, což je malé množství momentu 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 buzení oscilací nebo dokonce k převrácení orientace 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. Spin-transfer točivý moment magnetická paměť s náhodným přístupem (STT-RAM nebo STT-MRAM) je energeticky nezávislá paměť s téměř nulovým únikem energie, což je hlavní výhoda oproti paměťem založeným na náboji, jako jsou SRAM a DRAM . STT-RAM má také výhody nižší spotřeby energie a lepší škálovatelnosti než konvenční magnetorezistivní paměť s náhodným přístupem (MRAM), která využívá magnetická pole k převrácení aktivních prvků. 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.

Průmyslový rozvoj

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

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

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

V roce 2011 představil Qualcomm na Symposiu na okruzích VLSI obvody 1 Mbit Embedded STT-MRAM, vyráběné pomocí 45 nm LP technologie TSMC .

V květnu 2011 oznámila ruská nanotechnologie Corp. investici ve výši 300 milionů USD do společnosti Crocus Nano Electronics (společný podnik se společností Crocus Technology ), která vybuduje továrnu MRAM v ruské Moskvě.

V roce 2012 společnost Everspin Technologies vydala první komerčně dostupný duální řadový paměťový modul DDR3 ST-MRAM, který má kapacitu 64 Mb.

V červnu 2019 zahájila společnost Everspin Technologies pilotní výrobu čipů STT-MRAM s rychlostí 28 nm 1 Gb.

V prosinci 2019 Intel předvedl STT-MRAM pro mezipaměť L4

Mezi další společnosti pracující na STT-RAM patří Avalanche Technology, Crocus Technology a Spin Transfer Technologies.

Viz také

Reference

externí odkazy

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