На протяжении многих лет ученые пробовали создать действенную магнитную память с произвольным доступом (magnetic random access memory, MRAM), в которой информация хранится в виде направления намагниченности частички магнитного материала. Так как намагниченность материала возможно поменяна с большой скоростью, таковой тип памяти рассматривается в качестве замены полупроводниковой статической памяти (SRAM) и динамической памяти (DRAM).
Но, при разработке ячеек MRAM-памяти разного типа ученые сталкивались с рядом достаточно непростых неприятностей. Исследовательская группа из университета Тохоку (Tohoku University), возглавляемая доктором наук Хидео Оно (Hideo Ohno) и адъюнкт-доктором наук Сюнсукэ Фуками (Shunsuke Fukami), создала структуру ячеек нового типа магнитной памяти, основанных на эффекте индуцированного поясницу-орбитального момента (spin-orbit-torque, SOT), что снабжает стремительное переключение намагниченности ячейки.
Разработка индуцированного SOT-переключения намагниченности есть достаточно новой разработкой, которая только сейчас была изучена достаточно отлично. Переключение намагниченности ячейки памяти производится методом действия протекающего через ячейку электрического тока на орбиты вращения электронов атомов материала, а само переключение может производиться весьма скоро, во временной шкале, исчисляющейся наносекундами.
В собственных изучениях несколько доктора наук Хидео Оно создала ячейку памяти, структура которой достаточно кардинально отличается от структур аналогичных ячеек созданных ранее, в которых употреблялись две свободных схемы, переключающие направление намагниченности на параллельное и перпендикулярное. В новой ячейке имеется не четыре, а три электрода, которые соединяются со структурой магнитного туннельного перехода, складывающегося из разных материалов – Ta/CoFeB/MgO.
На протяжении опробований созданных образцов ячеек памяти ученые показали, что созданная ими разработка способна обеспечить стремительное переключение направления намагниченности. Не считая этого, плотность электрического тока, требующегося для переключения, мелка и находится в разумных пределах, а отличие в сопротивлении ячеек с записанными в них логическими 1 и 0 велика для обеспечения надежной работы. Все вышеперечисленное делает новые ячейки магнитной памяти очень перспективными кандидатами на практическое воплощение разработок MRAM-памяти, которая способна хранить данные долгое время при отсутствии энергии из внешнего источника.
Предстоящие изучения процессов, протекающих в ячейках магнитной памяти нового типа, могут стать инструментом, что разрешит ученым досконально изучить все особенности SOT-переключения направления намагниченности, процесса, в физике которого до тех пор пока еще остается множество “белых пятен”.