바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji의 회장] (이하 "AIST"라고 불리는) Spintronics Research Center [Research Center Director Yuasa Shinji] 전압 스핀 트로 닉스 팀 Shiota Yoichi 연구원은 전압을 사용하여 자기 메모리 쓰기의 안정적인 운영을 보여 주었으며 실용적 사용이 필요합니다쓰기 오류율공개되었습니다
매우 얇은 금속 자석 층 (레코딩 층)자기 터널 접합 요소 (MTJ 요소)약 나노 초 정도의 매우 짧은 기간 동안 전압 펄스에 적용됩니다자화 반전를 유도 할 수 있습니다 이를 통해 자기 바카라 사이트 주소에 정보를 쓸 수 있습니다 이제이 전압 쓰기 방법의 안정적인 작동을 시연하고 쓰기 오류율을 평가하는 방법을 개발했으며 오류율을 4x10-3로 등급 또한 실험 결과를 재현 할 수있는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여자기 마찰 상수감소 및열 난기류 저항δ개선 또는 작성 후확인-10~ 10-15의 오류율이 나타납니다 달성 할 수 있습니다 (아래 그림 (b)) 전압 쓰기 방법은 전류가 필요하지 않으므로 전력 소비는 매우 작습니다 이 결과로 초 전력 소비 전압 쓰기 유형비 휘발성 바카라 사이트 주소"전압 토크 MRAM"에 대한 연구 개발이 예상됩니다 가속화됩니다
이 업적에 대한 자세한 내용은 2015 년 12 월 10 일에 제공됩니다Applied Physics Express의 온라인 Breaking Edition에 게시되었습니다
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| (a) 이번에 사용 된 자기 터널 접합부 (MTJ) 요소의 개략도 및 (b) 쓰기 오류율의 열 난류 저항 의존성 |
| (a) 전압 펄스가 매우 짧은 시간 동안 적용되면 기록 층의 자화 (빨간색 화살표)가 반전됩니다 (b) 자기 마찰 상수 : 001, 열 난기류 저항 : 50 이상, 쓰기 오류율 : 10-15그 아래에있을 것으로 예상됩니다 |
소위 녹색 IT의 실현 인 IT 장비의 효율성은 친환경 사회를 실현하는 가장 중요한 문제 중 하나입니다 한 가지 방법은 비 휘발성 전자 장치를 개발하는 것입니다spintronics현장에서, 자석 자화의 비 휘발성 기록 기능을 사용하는 대기 전원이없는 비 휘발성 바카라 사이트 주소 "MRAM" 개발 중입니다 현재 제품은 MRAM (stt-mram)는 저전력 비 휘발성 바카라 사이트 주소 일 것으로 예상되지만, 전력 소비는 여전히 쓰기 전류에 의해 소비되기 때문에 전력 소비 감소의 한계가 있습니다
반면, 약 나노초의 전압 펄스로 인한 자화 반전은 1) 초음파 전력 소비의 특성을 가지며, 원칙적으로 전류가 필요하지 않기 때문에, 2) 나노초 범위에서 고속 작동, 3) 높은 내구성 및 4) 실온에서 작동 할 수 있습니다 전압 작성 자기 바카라 사이트 주소 "전압 토크 MRAM"은 여전히 기본 연구 단계에 있지만 향후 STT-MRAM보다 훨씬 낮은 전력 소비를 가진 비 휘발성 바카라 사이트 주소가 될 것으로 예상됩니다
AIST는 National University Corporation 인 Osaka University의 Basic Engineering 대학원의 Suzuki Yoshishige 교수와 협력하여 전압을 사용하여 몇 가지 원자 층의 두께로 금속 자석 박막에 전압을 적용하여 방향 (자기 이방성)을 제어하는 기술을 개발하고 있습니다2012 년 5 월 1 일에 AIST 언론의 애니메이션등) 이 기술을 전압 토크 MRAM의 실제 사용에 넣으려면 10-10~ 10-15약 아래에 있어야합니다 그러나, 전압 쓰기 시스템의 쓰기 오류율을 평가할 예는 없으며, 바카라 사이트 주소로서 안정적인 작동이 가능한지 여부는 알려져 있지 않았다
이번에는 AIST가 큰 기가비트 등급 바카라 사이트 주소에 사용될 수 있습니다Perortoon Magnetization 유형MTJ 요소의 경우 약 나노 초의 전압 펄스로 쓰기 오류율을 평가하는 작업을 수행했습니다 또한, 10-10~ 10-15아래의 쓰기 오류율을 달성하기 위해 시연 실험과 컴퓨터 시뮬레이션을 모두 조사했습니다
이 연구 및 개발은 캐비닛 사무소의 "혁신적인 연구 및 개발 촉진 프로그램 (영향)"연구 및 개발 프로그램 "책임없이 장기적으로 사용될 수있는 궁극적 인 Eco IT 장비의 실현"(프로그램 관리자 : Sahashi Masaji)의 일부로 수행되었으며 과학 연구원의 홍보 및 과학 Grants (Subjectific Research Grants) (Subjectific Research Grants) (Subjectific Research Grants)로부터 부분 지원을 받았습니다
그림 1은 전압 쓰기 방법의 개략도를 보여줍니다 전압이 적용되지 않으면 자화는 자기 에너지의 낮은 방향으로 안정적이며 상향 (왼쪽 : "0"바카라 사이트 주소 상태에 해당) 또는 아래쪽 (오른쪽 : "1"바카라 사이트 주소 상태에 해당) 초고속 전압 펄스가 적용되면, 자기 이방성이 순간적으로 변하고 기록 층의 자화가 회전하기 시작합니다 (그림 1의 중심) 자화가 초기 상태와 반대 방향으로있을 때 전압이 꺼지면 회전이 정지되고 자화는 반대 방향으로 고정되고 바카라 사이트 주소가 기록됩니다
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그림 1 전압 펄스로 인한 자화 반전의 개략도
전압 펄스가 적용되면 자화가 회전하고 전압이 반전 될 때 전압이 꺼지면 자화 반전이 발생합니다 |
이번에 사용 된 요소는 직경이 120 나노 미터의 원통형 모양이었고, 기록 층은 18 나노 미터 철분 합금으로 만들어졌으며, 절연 층 산화 마그네슘 층을 통해 전압을 적용 하였다 자화 반전의 성공 또는 고장은 전압을 적용한 후 원소의 전기 저항의 변화에 기초하여 결정되었고, 쓰기 오류율을 평가하기 위해 100,000 개의 쓰기를 수행 하였다 무화과 도 2는 쓰기 오류율과 전압 적용 시간 사이의 관계를 보여준다 (전압 펄스에 의해 적용되는 시간) 별표는 쓰기 오류율이 가장 낮은 전압 적용 시간을 나타냅니다 이 시간에 사용 된 자화 반전 기술은 자화의 회전 운동을 사용하므로, 일정 기간 동안 전압이 적용되면 자화가 절반으로 회전하면 자화가 효율적으로 반전되며, 해당 시간에 해당하는 별표가 효율적으로 반전됩니다 실험에서 4x10-3의 비교적 낮은 쓰기 오류율 달성되었습니다 실험 결과는 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 잘 일치하며, 자기 마찰 상수는 01이라고 가정합니다
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| 그림 2 : 전압 적용의 종속성 쓰기 오류율 |
10-3쓰기 오류율이 머신에 있더라도, 몇 가지 글 사후 검증을 수행하는 경우, 바카라 사이트 주소의 실제 사용을 위해서는 10이 필요합니다-10~ 10-15의 쓰기 오류율 바카라 사이트 주소로 안정적인 작동을 허용하여 실현할 수 있습니다 그러나 확인이 쓰기 속도를 느리게하므로 바카라 사이트 주소 작동이 극도로 빠르려면 10-10~ 10-15의 쓰기 오류율을 달성해야합니다 그림 3은 이것이 가능한지 여부를 결정하기 위해 수행 된 컴퓨터 시뮬레이션의 결과를 보여줍니다 이것은 열 난기류에 저항력이 있습니다δ에 대한 쓰기 오류율을 계산 한 결과입니다 이 실험에서 4x10-3의 쓰기 오류율을 얻었지만δ= 26, 자기 마찰 상수 = 01은 시뮬레이션 결과와 잘 일치합니다 자기 마찰 계수 (001 미만) 및 열 난류 저항의 추가 감소δ10에 대한 개선 (50 이상)-15아래의 쓰기 오류율을 달성 할 수 있다고 생각됩니다 또한, 마찰 및 열 교란 저항의 자기 계수를 갖는 이러한 MTJ 요소는보다 안정적인 수직 자화 및 요소 크기의 추가 소형화를 갖는 기록 층 재료를 사용함으로써 완전히 실현 될 수있다 이러한 방식으로, 실제 사용에 필요한 쓰기 오류율을 실현하기위한 지침이 얻어졌으며, 초력에 소비하는 전압 토크의 연구 및 개발이 크게 가속화 될 것으로 생각됩니다
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| 그림 3 쓰기 오류율의 열 난기류 저항δ종속성 |
지금부터, 이번에 얻은 지침에 따라, 우리는 낮은 자기 마찰 상수와 높은 열 난류 저항을 소개 할 것입니다δ전압 쓰기의 정확성을 향상시키고 검증을 사용하지 않고 실제 수준의 쓰기 오류율을 달성하는 것을 목표로합니다