內(nèi)存產(chǎn)業(yè)中的每一家廠商都想打造一種兼具靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(SRAM)的快速、閃存的高密度以及如同只讀存儲(chǔ)器(ROM)般低成本等各種優(yōu)勢(shì)的非揮發(fā)性?xún)?nèi)存。如今，透過(guò)磁阻隨機(jī)存取內(nèi)存(MRAM)，可望解決開(kāi)發(fā)這種“萬(wàn)能”內(nèi)存(可取代各種內(nèi)存)的問(wèn)題。
遺憾的是，實(shí)際讓非揮發(fā)性MRAM的速度更快、密度更高且更便宜(MRAM制造商的承諾)的優(yōu)化步驟，似乎總是還得再等三年之久。如今，荷蘭愛(ài)因霍芬科技大學(xué)(Eindhoven University of Technology；TU/e)的研究人員宣稱(chēng)發(fā)現(xiàn)一種可讓MRAM克服速度快、密度與成本問(wèn)題的全新制造方法，稱(chēng)為“自旋霍爾效應(yīng)與交換偏置反轉(zhuǎn)零磁場(chǎng)磁化”(field-free magnetization reversal by spin-Hall effect and exchange bias)，或簡(jiǎn)稱(chēng)“彎曲電流”(current bending)。
以低電流脈沖彎曲電子，可快速切換磁位，從而實(shí)現(xiàn)正確的自旋；同時(shí)，特殊的抗鐵磁材料更降低了制造成本（來(lái)源：Arno van den Brink）
“隨著磁位的尺寸縮小，寫(xiě)入磁位所需的電流密度已經(jīng)變得過(guò)高了，”以TU/e教授Henk Swagten為主導(dǎo)的研究人員表示，“藉由垂直連接磁化層與抗鐵磁材料，可望打造出一種沿電流方向的平面交換偏置(EB)；我們證實(shí)了只需利用由此EB導(dǎo)致的原生平面磁場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)一種自旋霍爾效應(yīng)驅(qū)動(dòng)的磁化反轉(zhuǎn)?！焙?jiǎn)這之，就是所謂的“彎曲”電流，似乎就能解決非揮發(fā)性MRAM的速度、密度與成本問(wèn)題。
如果你十分熟悉MRAM，那么你應(yīng)該知道他們?cè)陔娮酉蛏匣蛳蛳伦孕龝r(shí)儲(chǔ)存0與1，而不是經(jīng)由電流差擾穿隧阻障層來(lái)累積或耗散電荷，因而得以“自旋霍爾效應(yīng)”在本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的節(jié)能效果。不過(guò)，這仍然需要以電子鐵磁材料執(zhí)行自旋編碼，才能翻轉(zhuǎn)磁位。因此，Swagten的研究團(tuán)隊(duì)使用微量的電流脈沖，翻轉(zhuǎn)每一磁位使其自旋——即“彎曲電流”，使其不僅更具能效，還能夠像摩爾定律(Moore's Law)般地?cái)U(kuò)展。
研究人員用于為MRAM表征快速、高密度與低成本特性的實(shí)驗(yàn)芯片（來(lái)源：Arno van den Brink）
根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)技術(shù)本身也十分快速，但仍然必須在成本方面實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。研究人員們宣稱(chēng)，在位單元頂部采用低成本的抗鐵磁料封蓋，有效地“凍結(jié)”其磁場(chǎng)，可望解決最后一項(xiàng)問(wèn)題，達(dá)到快速、高密度與低成本的目標(biāo)。
本文授權(quán)編譯自EE Times，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載
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