较低的电流可带来更高效的存储器

HR求职招聘微信群 https://www.renrendoc.com/paper/173819066.html

本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。

研究人员离实现一种新型的存储器又近了一步,这种存储器的工作原理是类似于电子学但又不同于电子学的自旋电子学。他们独特的砷化镓基铁磁半导体可以在低功率的诱导电流存在下快速切换其磁态,从而起到记忆作用。以前,这种电流诱导的磁化切换是不稳定的,而且会消耗大量的功率,但这种新材料既抑制了不稳定性,也降低了功耗。

量子计算领域经常会被技术媒体报道,然而,另一个类似的新兴领域往往会被忽视,这就是自旋电子学。简而言之,自旋电子器件可以取代一些电子器件,并在远低的功率水平上提供更高的性能。电子设备利用电子的运动来实现供电和通信。而自旋电子器件则利用静止电子的可转移特性,即其角动量,或自旋。这有点像让一排人把信息从一个人传到另一个人,而不是让一端的人跑到另一端。自旋电子学减少了执行计算或记忆功能所需的努力。

基于自旋电子学的存储器设备很可能会变得很普遍,因为它们有一个有用的特点,即它们是非易失性的,这意味着一旦它们处于某种状态,即使在没有电源的情况下,它们也会保持这种状态。传统的计算机存储器,如普通半导体制成的DRAM和SRAM,在关闭电源后就会失去状态。实验性的自旋电子存储器件的核心是磁性材料,这些材料可以在相反的方向上被磁化,以表示我们熟悉的1或0的二进制状态,这种状态的切换可以非常快地发生。然而,一直以来,人们都在寻找最佳的材料来完成这项工作,因为自旋电子材料的磁化不是一件简单的事情。

将材料磁化类似于旋转机械装置,东京大学自旋电子学研究网络中心的ShinobuOhya副教授说。在旋转系统中,有旋转力在起作用,称为扭矩;同样,在自旋电子学系统中也有扭矩,称为自旋轨道扭矩,尽管它们是量子力学的而不是经典的。在自旋轨道转矩中,抗阻尼转矩可以协助磁化切换,而类场转矩可以抵抗磁化切换,提高执行切换所需的电流水平。我们希望能抑制这一点。

Ohya和他的团队用不同的材料和这些材料的各种形式进行了实验。在小尺度下,抗阻尼转矩和类场转矩可以根据电流方向和厚度等物理参数的不同而产生非常不同的作用。研究人员发现,如果使用厚度只有15纳米的砷化镓基铁磁半导体薄膜,约为一美元纸币厚度的七千分之一,不良场样转矩就会变得被抑制。这意味着磁化切换发生的电流是这种工艺有史以来最低的记录。

论文标题为《Suppressionofthefield-liketorqueforefficientmagnetizationswitchinginaspin–orbitferromagnet》。



转载请注明地址:http://www.zhonghuicapital.com/jbby/8957.html
  • 上一篇文章:
  • 下一篇文章: