关于磁随机存取存储器中自旋电流的电流生成视角
介观与纳米尺度物理
2022-04-26 v1
摘要
自旋电流用于通过切换磁隧道结(MTJ)纳米柱的一个铁磁电极的磁化方向,在磁随机存取存储器(MRAM)器件中写入信息。在二端和三端器件几何中,可使用不同的电荷电流到自旋电流的转换物理机制。在二端器件中,电荷到自旋的转换通过 MTJ 铁磁电极中的自旋过滤实现,当今的 MRAM 器件工作在接近理论预期的最大电荷到自旋转换效率。在三端器件中,沟道材料中的自旋轨道相互作用也可用于产生大自旋电流。在本视角文章中,我们讨论可满足 MRAM 技术要求的电荷到自旋转换过程。我们强调需要开发具有更大电荷到自旋转换效率——可等于或超过自旋过滤所产生的效率——且自旋极化分量垂直于沟道界面的自旋电流的沟道材料。这将使得基于亚 20 nm 直径垂直磁化 MTJ 纳米柱的高性能器件无需对称性破缺场成为可能。我们还讨论了 CMOS 集成所必需的 MRAM 特性。最后,我们确定了在完整 MTJ 纳米柱器件制备与表征之前,可用于优化器件沟道材料与界面特性的电荷到自旋转换测量与指标的关键研究需求。
引用
@article{arxiv.2201.03671,
title = {A Perspective on Electrical Generation of Spin Current for Magnetic Random Access Memories},
author = {Christopher Safranski and Jonathan Z. Sun and Andrew D. Kent},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.03671},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 3 figures, 1 table