基于量子反常霍尔效应的非易失性低温随机存取存储器

铁磁性与电子能带结构拓扑性质之间的相互作用导致霍尔电阻在没有任何外磁场下的精确量子化。这一所谓的量子反常霍尔效应（QAHE）源于拓扑关联，且对低样品质量不敏感。它曾被设想用于实现无耗散且拓扑保护的电子学。然而，如何基于该效应设计此类电子器件尚无清晰框架。在此，我们构建了一种利用QAHE现象的超低功耗、非易失性、低温存储器架构。我们的设计相比最先进的低温存储技术有望将单元面积降低数个数量级。我们利用摩尔石墨烯异质结构中的本征量子化霍尔电阻电平来存储非易失性二进制位（1, 0）。我们通过使用具有相反极性的纳安级电流在量子化霍尔态之间进行受控滞回切换来执行存储器写入操作。非破坏性读取操作通过使用另一对端子感知横向霍尔电压的极性来完成。我们定制设计了该存储器架构，引入一种新颖的感知机制以避免意外数据损坏，确保最高存储密度并最小化阵列泄漏功耗。我们的设计可迁移至任何展现QAHE的材料平台，并为 realization 拓扑保护存储器件提供了一条路径。