- 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...
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...
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...
自旋轨道力矩磁性随机存取存储器(SOT-MRAM, Spin-Orbit Torque MRAM)是在STT-MRAM基础上的重要改进，它采用全新的写入机理——自旋轨道力矩效应，将写入速度从10-50纳秒缩短至2纳秒左右，同等工作条件功耗降低至原来的千分之一，可重写次数提升至无限次，但当前受制于位元良率低等关键问题，一直不具备产品化条件。
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...
图1: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) STT-MRAM和SOT-MRAM之间的主要区别在于写入所用的电流注入几何结构。STT-MRAM中的电流是垂直注入MTJ的,SOT-MRAM的电流注入则发生在平面内,在相邻的SOT层中——典型情况是像钨(W)这样的重金属层。因...
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...
图5：单柱和多柱VG-SOT运行原理 (VG-)SOT MRAM 在模拟内存计算方面的潜力 VCMA 辅助多支柱 SOT-MRAM 也被认为是为模拟内存计算实现多级深度神经网络权重的有趣候选者。深度学习是机器学习的一个子集，人工神经网络能从大量数据中学习。神经网络包含一系列对输入数据应用变换的隐藏层。正是在这些隐藏层的节点内应用...
SOT-MRAM（自旋轨道矩磁性随机存取存储器）以其惊人的纳秒级写入速度和无限次擦写次数，成为了一种极具潜力的高性能非易失存储技术。这种技术有望解决当前SRAM面临的高成本和静态功耗过高等难题。然而，SOT-MRAM在制造工艺上遭遇了重大挑战，尤其是传统方案在原理上存在刻蚀良率低的问题，这严重阻碍了其大规模生产和...