Persimpangan terowongan magnet berkinerja tinggi terkecil di dunia
Electronics

Persimpangan terowongan magnet berkinerja tinggi terkecil di dunia


Ilustrasi skema MTJ anisotropi bentuk (a) dengan struktur feromagnetik tunggal konvensional (dikembangkan pada tahun 2018) dan struktur feromagnetik berlapis-lapis (b) menggunakan kopling magnetostatik. Dalam struktur feromagnetik berlapis-lapis, kinerja perangkat dapat ditingkatkan dengan meningkatkan anisotropi antarmuka, dan dua feromagnet berperilaku sebagai magnet tunggal karena kopling magnetostatis. Ini memungkinkan lapisan feromagnetik menjadi lebih tipis dengan tetap menjaga stabilitas termal yang tinggi. © Butsurin Jinnai dan Shunsuke Fukami

Sebuah kelompok penelitian dari Universitas Tohoku yang dipimpin oleh presiden saat ini Hideo Ohno telah mengembangkan persimpangan terowongan magnet (MTJ) berkinerja tinggi terkecil di dunia (2,3 nm). Pekerjaan ini diharapkan dapat mempercepat kemajuan memori non-volatile berkepadatan sangat tinggi, berdaya rendah, dan berkinerja tinggi untuk berbagai aplikasi, seperti IoT, AI, dan mobil.

Pengembangan STT-MRAM — memori spintronik non-volatil — membantu mengurangi peningkatan konsumsi daya dalam penskalaan perangkat semikonduktor. Hal penting untuk mengintegrasikan STT-MRAM di sirkuit terintegrasi lanjutan adalah penskalaan sambungan terowongan magnet — komponen inti STT-MRAM — sekaligus meningkatkan kinerjanya dalam retensi data dan operasi tulis.

Bentuk-anisotropi MTJ, diusulkan oleh grup yang sama pada tahun 2018, telah menunjukkan MTJ yang diperkecil ke nanometer satu digit sambil mencapai properti retensi data (stabilitas termal) yang memadai. Dalam bentuk-anisotropi MTJ, stabilitas termal ditingkatkan dengan membuat tebal lapisan feromagnetik. Namun, setelah ketebalan melampaui titik tertentu, keandalan perangkat menjadi menurun.

Untuk mengatasi masalah dalam bentuk konvensional-anisotropi MTJ dengan struktur feromagnetik tunggal [Fig. 1(a)], Grup menggunakan struktur baru yang menggunakan feromagnet berlapis-lapis magnetostatis yang digabungkan [Fig. 1(b)]. MTJ yang dikembangkan berhasil diperkecil menjadi diameter 2,3 nm — ukuran MTJ terkecil di dunia. Mereka juga menunjukkan properti retensi data tinggi hingga 200 ° C dan operasi tulis berkecepatan tinggi dan tegangan rendah hingga 10 ns di bawah 1 V pada skala satu digit-nanometer.

“Kinerja tersebut membuktikan kemampuan MTJ yang dikembangkan untuk bekerja dengan sirkuit terintegrasi canggih generasi masa depan,” kata Butsurin Jinnai, penulis pertama studi tersebut. “Karena kompatibilitas materialnya dengan sistem material MTJ standar, CoFeB / MgO, struktur MTJ yang diusulkan dapat dengan mudah diadopsi dalam teknologi MTJ yang ada.” Grup percaya bahwa ini akan mempercepat pengembangan memori dengan kepadatan sangat tinggi, daya rendah, dan performa tinggi untuk berbagai aplikasi, seperti IoT, AI, dan mobil.


Persimpangan terowongan magnet satu digit-nanometer yang belum pernah terjadi sebelumnya ditunjukkan


Informasi lebih lanjut:
Sambungan Terowongan Magnetik Anisotropi Bentuk Kinerja Tinggi hingga 2,3 nm, Butsurin Jinnai *, Junta Igarashi *, Kyota Watanabe, Takuya Funatsu, Hideo Sato, Shunsuke Fukami, dan Hideo Ohno. Konferensi: IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM)

Disediakan oleh Universitas Tohoku

Kutipan: Persimpangan terowongan magnet berkinerja tinggi terkecil di dunia (2020, 8 Desember) diambil pada 8 Desember 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-12-world-smallest-high-performance-magnetic-tunnel.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel Hongkong