有关新型磁随机存储器的新材料及新器件的研究

基本信息
批准号:61674079
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:何亮
学科分类:
依托单位:南京大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王伟,张晓倩,杨沛,王克杰,许焕峰,黄大威,杨龙
关键词:
自旋霍尔效应自旋动力学自旋轨道耦合磁随机存储器自旋转移力矩
结项摘要

As the development of modern information society, people demand more and more on the memory, especially on the storage density and speed. To develop new type of memory with ultra-high speed and storage density is the primary target of information community. Magnetic Random Access Memory (MRAM) has the properties of non-volatile, long life-time, high speed, and radiation safe, etc. It can be used in a lot of field, including embedded system, network and data storage, industrial automation, automobile and aerospace industry. Right now, the bottleneck of MRAM is the high current density required by switching the magnetic free layer in the MTJ structure, which limits the minimization of MRAM, and also consumes a lot of energy. In this proposal, we are going to use the electrical voltage to control the magnetic anisotropic energy. Using the electrical field, we can tune magnetic easy axis of the free layer between the in-plane and out-of-plane, the magnetization can then process under thermal activation. Thus the magnetization can be flipped after process 180 degree under proper timing. We have also proposed to use materials with strong spin-orbit coupling, for example, topological insulators, to make new prototype MRAM devices. The operation principle is first by passing current in TIs, spin current will be generated at the interface by spin Hall effect. Second through spin transfer torque, the spin current can flip the magnetization of the free layer. Due to the very big spin Hall angle, we expect to dramatically lower the critical current density to flip the magnetization.

现代信息社会的高速发展,对存储器的存储密度和存储速度提出了越来越高的要求。开发新一代的具有超高存储密度和速度的存储器,为当前研究的核心内容。磁随机存储器MRAM具有存储数据非易失性、寿命长、速度快、抗辐射等诸多优点,在嵌入式计算、网络和数据存储、工业自动化、汽车和航空航天等重要的民生、国防领域具有巨大的应用价值。目前限制MRAM的一个巨大的瓶颈为MTJ中写入电流密度过大,这给产品的微缩化带来限制,并且使得产品的能耗较高,无法进一步提高存储密度。本项目将会利用电场直接控制磁性自由层中的垂直各向异性能。实现电场下,自由层易轴在平面和垂直方向的改变,从而通过电场控制磁性层的翻转。另外我们还打算利用最新的强自旋轨道耦合材料,比如说拓扑绝缘体,来构建新型的MRAM器件。利用其自旋霍尔效应,通过自旋转移力矩来翻转磁性自由层,从而极大地降低临界电流密度。

项目摘要

现代信息社会的高速发展,对存储器的存储密度和存储速度提出了越来越高的要求。开发新一代的具有超高存储密度和速度的存储器,为当前研究的核心内容。磁随机存储器MRAM具有存储数据非易失性、寿命长、速度快、抗辐射等诸多优点,在嵌入式计算、网络和数据存储、工业自动化、汽车和航空航天等重要的民生、国防领域具有巨大的应用价值。目前限制MRAM的一个巨大的瓶颈为MTJ中写入电流密度过大,这给产品的微缩化带来限制,并且使得产品的能耗较高,无法进一步提高存储密度。本项目将会利用电场直接控制磁性自由层中的垂直各向异性能。实现电场下,自由层易轴在平面和垂直方向的改变,从而通过电场控制磁性层的翻转。另外我们还打算利用最新的强自旋轨道耦合材料,比如说拓扑绝缘体,来构建新型的MRAM器件。利用其自旋霍尔效应,通过自旋转移力矩来翻转磁性自由层,从而极大地降低临界电流密度

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
3

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
4

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
5

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021

何亮的其他基金

批准号:41705095
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51308572
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61474061
批准年份:2014
资助金额:92.00
项目类别:面上项目
批准号:31700402
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61904207
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61106062
批准年份:2011
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61802070
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51502227
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61403224
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

太赫兹调控的新材料、新器件及关键技术研究

批准号:61735010
批准年份:2017
负责人:姚建铨
学科分类:F0504
资助金额:290.00
项目类别:重点项目
2

基于磁电耦合材料的新型信息存储器件研究

批准号:51671213
批准年份:2016
负责人:尚大山
学科分类:E0107
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
3

基于碳纳米管的新型存储器件研究

批准号:60776053
批准年份:2007
负责人:傅云义
学科分类:F0402
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
4

磁随机存储器中电流诱导磁化翻转行为的研究

批准号:90607020
批准年份:2006
负责人:姜勇
学科分类:F0122
资助金额:30.00
项目类别:重大研究计划