Спиновый эффект Холла — ключ к эффективной энергонезависимой магнитной памяти

В майском онлайновом номере журнала Science исследователи из Корнельского университета сообщили об открытии, сделавшем возможным создание нового типа энергонезависимых запоминающих устройств. Принцип действия такой памяти основан на спиновом эффекте Холла (SHE) — явлении, практически не привлекавшем до сих пор внимания прикладной науки.

Спиновый эффект Холла проявляется следующим образом. В тяжелых металлах электроны со спинами, ориентированными под разными углами, отклоняются в разных направлениях. Таким образом, электрический ток порождает побочные спиновые токи. Они могут поглощаться смежным магнитным слоем, переключая его полярность. При этом, полярность продолжает сохранять свой знак даже в отсутствии тока, т.е. память является энергонезависимой.

В Корнельском университете было установлено, что в металлическом тантале спиновый эффект Холла проявляется по меньшей мере вдвое сильнее, чем в любом другом изученном материале. Это предоставляет экспериментаторам новый метод эффективного манипулирования магнитными моментами. Он во многом предпочтительнее самой распространенной сейчас технологии энергонезависимой магнитной памяти — магнитно-туннельной.

Ученые также конструировали трехконтактный прототип комбинированной магнитной памяти. В нем для записи используется SHE (ток, протекающий через низкоимпедансный материал из слоев тантала и ферромагнита меняет ориентацию наномагнитов), а для считывания — высокоимпедансное магнитно-туннельное соединение. Эффективность и надежность этого прототипа в сочетании с простотой производства, по мнению разработчиков, способны устранить основные проблемы, замедляющие развитие магнитной памяти и технологий спиновой логики.