研究人員揭示利用自旋電流反向磁化的新方法
作者 : Tohoku University
研究人員利用在各方向產生的自旋，以多晶 CoFeB/Ti/CoFeB 創建無場切換，這種材料已用於自旋電子元件的大規模生產，並有助於使電流密度降低 30% …
來自日本東北大學(Tohoku University)的一支研究團隊在尋求高密度、低功耗非揮發性磁記憶體的進展方面，達到了重要的里程碑。
自旋電子元件最佳化了電子的固有自旋及其相關磁運動。隨著社會需要性能更好、功耗更低的電子產品，自旋電子學將在下一代奈米電子元件中發揮重要作用。
從充電電流轉換而來的自旋電流在鐵磁體上產生自旋軌道矩(SOT)，從而實現磁化的電氣控制。目前，這是單向完成的，並且必須使用外部磁場來切換垂直磁化鐵磁體。所謂的無場切換，以及降低電流密度以降低能耗，對於商業可行性至關重要。
Tohoku University工程研究所教授Makoto Kohda說：「我們建立了一種新方法，無需外部磁場即可在垂直磁化鐵磁體上實現磁化反轉。」
Kohda及其研究團隊包括自東北大學工程研究所榮譽教授 Junsaku Nitta 和來自韓國科學技術院(KAIST)的同事，如研究員 Jeonchun Ryu以及Byong-Guk Park和 Kyung-Jin Lee 教授。
他們利用在各個方向產生的自旋，以使用多晶 CoFeB/Ti/CoFeB 創建無場切換，這種材料已經用於自旋電子元件的大規模生產。此外，與現有的基於自旋電流的磁化反轉相比，新方法的電流密度降低了 30% 。
具有外延鈷/非磁性層/垂直磁化鐵磁層的磁化切換新結構。底部鈷層外延生長在具有強磁各向異性的襯底上，因而能夠獨立控制頂部和底部磁性層。(圖片來源：Tohoku University)
Kohda說：「國際合作是展示下一代非揮發性記憶體技術的關鍵。我們的下一步將把這一原則應用到自旋電子元件的量產中，協助我們導入物聯網(IoT)和人工智慧(AI)所需的節能技術。」
該團隊的研究結果已於發表於近期《自然電子學》(Nature Electronics)期刊。
本文原刊登於EDN China網站，夏菲編譯
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