MRAM的SOT原理基于自旋轨道耦合效应。自旋轨道耦合是指电子的自旋与其轨道运动的耦合。在自旋磁性材料中,电子既带有自旋也带有电荷。当电流通过这样的材料时,电子的自旋与其轨道运动之间会发生耦合,即会产生一个自旋转矩。这个自旋转矩可以通过适当的材料和结构设计来控制和利用,使其产生磁性效应。SOT的产生依赖于两种不同...
- 工作原理不同：在 SOT-MRAM 中，将电压引入金属层，电流将产生自旋极化，从而激发磁矩扭转。而在 STT-MRAM 中，利用的是磁隧穿透效应。当通过隔离层的电流足够大时，电流和磁场一起作用于自旋极化，并导致磁矢量旋转。- 功耗不同：SOT-MRAM 技术具有非常低的功耗，因为它是一种电阻式随机存储器。而 STT-MRAM...
在 STT-MRAM 中,电流垂直注入 MTJ,而 SOT-MRAM 中的电流注入发生在平面内,在相邻的 SOT 层中——通常是重金属(如钨 )。因此,在 SOT-MRAM 中,读写路径被解耦,显着提高了设备的耐用性和读取稳定性。平面内电流注入还消除了 STT-MRAM 操作的开关延迟特性。2018 年,imec 率先展示了低至 210 ps 的可靠 SOT...
因此SOT-MRAM中的读写路径是去耦的,显著提高了器件的耐久性和读取稳定性。平面型电流注入则消除了STT-MRAM工作时的开关延迟。2018年,imec首次展示了开关速度快至210ps的高可靠性SOT-MRAM,这种器件具有增强的耐久性(>5×1010的开关周期)和300pJ的运行功耗。 SOT-MRAM面临的挑战:占位面积、高注入电流、可制造性 由...
MRAM TMR读取原理示意图。(上部分绿色=固定层(RL);下部分绿色=自由层(FL);蓝色=MgO介电层;i=读取电流) SOT-MRAM是从更成熟的自旋转移矩MRAM(STT-MRAM)演变而来的,由于具有更好的耐久性和两个二进制状态之间更快的切换速度,因此具有更好的缓存应用前景。在两种MRAM类型中,磁隧道结(MTJ)构成了存储单元的“心...
为了理解和研究SOT原理,有很多相关的实验和理论研究。其中一种常用的实验方法是借助电流-自旋转矩转换实验,利用激光沉积技术制备具有SOT效应的材料结构。借助霍尔测量和磁测量等手段,可以直接测量SOT效应。同时,结合自旋输运模型和量子力学计算,可以进一步研究SOT原理。例如,一些研究通过计算自旋轨道耦合强度、自旋极化和自旋...
圖1:MRAM TMR讀取原理示意圖,圖中上部綠色=固定層(RL);下部綠色=自由層(FL);藍色=MgO介電層;i=讀取電流) STT-MRAM和SOT-MRAM之間的主要區別在於寫入所用的電流注入幾何結構。STT-MRAM中的電流是垂直注入MTJ,SOT-MRAM的電流注入則發生在平面內,在相鄰的SOT層中——典型情況是像鎢(W...
本发明提供一种电压调控的SOT‑MRAM存储单元及SOT‑MRAM存储器,该SOT‑MRAM存储单元包括:自旋轨道矩产生层、顶部电极以及位于自旋轨道矩产生层和顶部电极之间的磁性隧道结,该磁性隧道结包括:自由层,位于自旋轨道矩产生层上,自由层具有方向可变的垂直磁化;位于自由层上的势垒层;位于势垒层上的参考层,具有方向固定...
SOT在反铁磁材料中的应用最常见的是磁存储器件,例如磁性随机存取存储器(MRAM)。MRAM利用反铁磁材料的磁矩方向可控的特性,通过施加SOT力矩来改变磁矩的方向,从而实现信息的读写操作。相比传统的存储器件,MRAM具有非易失性、高密度、快速访问等优点,被广泛应用于各种电子设备中。 2. 自旋转换器件 SOT还可以用于制备自...