今天的计算机常常用于的有多达四种有所不同的内存技术,从硬盘到内存芯片,每个都有自己的优点和缺点。然而,一项新的存储记忆技术可能会超越这一状态,构建具备独有的功能人组。这项技术的简写是STT-MRAM,即磁矩移往矩磁随机存取存储器的英文全称。“所有其他的内存技术都擅长于一些特性功能,而不擅长其他功能。
人们期望STT-MRAM可以对于一切功能都能应用于很好,”电气工程师HolgerSchmidt说道,他是加州大学圣克鲁斯分校光电子学教授。作为一个三星全球创意计划15个MRAM的伙伴之一,施密特实验室与三星的研究人员合作,联合展开研发这一新兴的存储技术。
他的专长在光电领域,施密特用于的是基于非同脉冲激光的光学技术,研究三星批量生产的原型器件。他的评估可以协助公司优化他们的材料和生产工艺。纳米磁体STT-MRAM展开信息的存储是在小型的磁性元件或者横截面大于100微米的纳米磁体的磁态中。
不像其他磁存储技术,如软驱动以及其中转动或磁光盘的读取头,STT-MRAM器件不必须一动,因为其中所用电流展开读书和写出两种数据的处置。尽管当前的技术仍有相当大的提高空间,但该项技术对于构建具备高速、高密度、低能源效率的存储技术有很最重要的潜在价值,这是一种非易失性存储器,意味著这种存储的信息,即使当电源被截断时也会遗失。在过去20年里,物理和材料科学领域的几个关键的进展,造成STT-MRAM和其他所谓的磁矩电子技术的发展。而电子设备是基于电荷的运动,磁矩电子学所利用的是电子的另一个特性称作磁矩。
磁矩是量子力学中很奇特的概念之一,在我们的宏观世界中没必要的等价物。可以说道,电子的不道德就像它们在转动,产生一个小的磁矩(就像一个微小的条形磁铁的北极和南极),可以与材料中其他电子和原子相互作用。
在STT-MRAM装置中的微型磁体,称作磁矩阀或磁性隧道结,有两个由薄层挡住进的磁层而电流需要在其间流通。当两磁性层的磁矩偏移时,抵抗力较低,如果两层有忽略的磁矩,阻力就不会相当大,获取两格式化和可切换的状态代表在计算机的二进制逻辑0和1。
磁矩移往利用电流作为磁矩阀的状态的电源是一项关键性的创意。在一个极化电流中,电子的磁矩排序对其可以移往电子的磁矩态穿越一个磁层,这种现象称作磁矩移往力矩(STT)。STT-MRAM芯片这种小应用于刚刚开始转入市场,与数十家公司正在希望合作,优化该项技术可用作消费电子产品。
据Schmidt描述,其中一个挑战是芯片在尽量小功率下工作,从而确保他们产生较较少的热量。他说明说道,转换构建必须多少电流,各不相同阻尼,或必须多长时间才能安稳下来转入一个新的磁矩态。在纳米磁体中数组阻尼参数的测量是十分具备挑战性的,但Schmidt的实验室需要用于较短脉冲激光做到这个测试。
他和他的合作者,其研究生和第一作者MikeJaris,报告了他们的近期找到,并公开发表在《应用于物理通讯》杂志上。“我们需要萃取阻尼的原型设备,测量和表明磁体材料性能相对于生产工艺的影响,”Schmidt说道。他说道,与三星的合作令人兴奋,在他的实验室,需要让他的学生有机会在一个新兴技术的前沿工作。“这是一个几乎有所不同类型的内存,我期望看见它未来几年在更好的应用程序中用于。
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