Крутящий момент с передачей спина ( STT ) - это эффект, при котором ориентация магнитного слоя в магнитном туннельном переходе или спиновом клапане может быть изменена с помощью спин-поляризованного тока.
Носители заряда (например, электроны) обладают свойством, известным как спин, который представляет собой небольшую величину углового момента, присущую 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 изменения ориентации магнита. Эффекты обычно наблюдаются только в устройствах нанометрового масштаба.
Память крутящего момента с передачей вращения
Крутящий момент с передачей 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 крутящего момента представляет собой энергонезависимую память с почти нулевым потреблением энергии утечки, что является основным преимуществом перед 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. [1] Технология передачи вращающего момента может сделать возможными устройства MRAM, сочетающие низкие требования к току и меньшую стоимость; однако величина тока, необходимого для переориентации намагниченности, в настоящее время слишком высока для большинства коммерческих приложений, и только уменьшение этой плотности тока является основой нынешних академических исследований в спиновой электронике. [2]
Индустриальное развитие
Hynix Semiconductor и Grandis заключили партнерство в апреле 2008 года для изучения коммерческого развития технологии STT-RAM. [3] [4]
Hitachi и Университет Тохоку продемонстрировали 32-мегабитную STT-RAM в июне 2009 г. [5]
1 августа 2011 года Grandis объявила, что ее приобрела компания Samsung Electronics, сумма сделки не разглашается. [6]
В 2011 году Qualcomm представила на симпозиуме по схемам СБИС 1 Mbit Embedded STT-MRAM, изготовленную по 45-нм технологии TSMC . [7]
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 емкостью 64 Мб. [8]
В июне 2019 года Everspin Technologies запустила опытное производство 28-нм чипов STT-MRAM 1 Гбит / с. [9]
В декабре 2019 года Intel продемонстрировала STT-MRAM для L4-кеша [10]
Другие компании, работающие над STT-RAM, включают Avalanche Technology, Crocus Technology [11] и Spin Transfer Technologies. [12]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Бхатти, Сабприт; Сбия, Рашид; Хирохата, Ацуфуми; Оно, Хидео; Фуками, Сюнсуке; Пираманаягам, С. Н. (2017). «Оперативная память на основе спинтроники: обзор» . Материалы сегодня . 20 (9): 530. DOI : 10.1016 / j.mattod.2017.07.007 .
- ^ Ральф, округ Колумбия; Стайлз, доктор медицины (апрель 2008 г.). «Моменты передачи отжима». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 320 (7): 1190–1216. arXiv : 0711.4608 . Bibcode : 2008JMMM..320.1190R . DOI : 10.1016 / j.jmmm.2007.12.019 . ISSN 0304-8853 .
- ^ «Пресс-релиз Grandis с описанием партнерства с Hynix» (PDF) . Грандис. 2008-04-01. Архивировано из оригинального (PDF) 14 апреля 2012 года . Проверено 15 августа 2008 .
- ^ «Пресс-релиз Hynix, описывающий партнерство с Grandis» . Hynix. 2008-04-02 . Проверено 15 августа 2008 .[ мертвая ссылка ]
- ^ «Сессия 8-4: 32-мегабайтная 2T1R SPRAM с локализованным драйвером двунаправленной записи и выровненной эталонной ячейкой с двумя массивами '1' / '0'» . vlsisymposium.org . Архивировано из оригинального 12 марта 2012 года.
- ^ [1] [ постоянная мертвая ссылка ] [ постоянная мертвая ссылка ] [ мертвая ссылка ]
- ^ Kim, JP; Qualcomm Inc., Сан-Диего, Калифорния, США; Тэхён Ким; Уян Хао; Рао, HM; Канго Ли; Сяочунь Чжу; Ся Ли; Wah Hsu; Канг, Ш; Matt, N .; Ю. Н. (15–17 июня 2011 г.). Встроенная 45-нм память STT-MRAM с разрешением 1 Мб и технологиями проектирования, позволяющими свести к минимуму помехи при чтении . Симпозиум 2011 г. по схемам СБИС (VLSIC). ieeexplore.ieee.org . IEEE . ISBN 978-1-61284-175-5. ISSN 2158-5601 . Архивировано 1 июля 2017 года . Проверено 30 ноября 2019 года .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ «Everspin поставляет первую память ST-MRAM с производительностью флеш-памяти в 500 раз» . Компьютерный мир . 2012-11-12 . Проверено 25 сентября 2014 .
- ^ «Everspin вступает в фазу экспериментального производства первого в мире 28-нм компонента STT-MRAM 1 Гбит / с | Everspin» . www.everspin.com . Проверено 25 июня 2019 .
- ^ «Intel демонстрирует STT-MRAM для кэша L4» .
- ^ «Пресс-релиз Crocus с описанием нового прототипа MRAM» . crocus-technology.com . Крокус. 2009-10-01. Архивировано из оригинального 20 апреля 2012 года .
- ^ «Интервью с Винсентом Чуном из Spin Transfer Technologies» . Mram-info.com . Проверено 7 февраля 2014 .
Внешние ссылки
- Апплет крутящего момента отжима
- JC Slonczewski: "Возбуждение магнитных мультислоев с помощью тока (1996)", Journal of Magnetism and Magnetic Materials Volume 159, Issues 1-2, June 1996, Pages L1-L7 [2]