Магнитная память для хранения данных

Плотность MRAM, базирующейся на новых технологиях переноса спина, стала более высокой посредством размещения нескольких бит в каждой ячейке.

Спрос на твердотельную память растет благодаря появлению портативных устройств, таких как планшетные компьютеры и смартфоны. MRAM является новым типом твердотельной памяти, которая использует электрический ток для записи и чтения данных, хранящихся как направление спина электронов. Рашид Сбиаа (Rachid Sbiaa) с сотрудниками из A*STAR Data Storage Institute повысили плотность MRAM, разместив несколько бит данных в каждой из ее ячеек.

«Как технология MRAM (STT-MRAM) имеет несколько преимуществ, - сказал Сбиаа. – Она предоставляет высокую скорость операций чтение-запись, низкое энергопотребление, большой ресурс эксплуатации и легко интегрируется со стандартными полупроводниковыми технологиями». Дальнейшее уплотнение представляется проблематичным, поскольку ток записи необходимо увеличивать для обеспечения тепловой стабильности бита.

По существу запись и чтение данных в MRAM выполняется за счет прохождения тока через несколько тонких магнитных пленок. Данные записываются, если магнитные моменты электронов в электрическом токе располагаются в одном преимущественном направлении. Суммарный магнитный момент должен быть достаточно сильным, чтобы переключить направление намагниченности в магнитных слоях в то же направление, что и у спинов электронов тока.

Чтение данных выполняется посредством измерения электрического сопротивления устройства, которое зависит от того, является ли намагниченности магнитомягких и магнитожестких слоев параллельны или антипараллельны. Намагниченность магнитожесткого слоя не может быть переключена электрическим током.

Чтобы сохранить два бита, исследователи добавили второй мягкий магнитный слой. Эти два мягких магнитных слоя слегка различны, один несколько «тверже», чем другой, и поэтому могут переключаться независимо подходящим выбором силы тока. Таким образом удается закодировать четыре комбинации магнитных состояний и, соответственно, два бита данных.

Кроме этого, исследователи создали поляризацию магнитных слоев в плоскости, что улучшает вращающий эффект и, таким образом, уменьшает электрический ток, необходимый для записи данных.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365