应变介导多铁器件的面积-延迟-能量权衡
介观与纳米尺度物理
2015-06-26 v1
摘要
多铁器件在超越摩尔定律时代的超低能耗计算中具有深远前景。在多铁复合结构中，与压电层应变耦合的磁致伸缩形状各向异性单畴纳米磁体的磁化，可通过逆磁电效应以极少量电压在其两个稳定态（由能垒分隔）之间切换。通过适当选择材料，磁化可在亚纳秒切换延迟下以几十毫伏电压切换，同时在室温下消耗约1阿焦耳的极少能量。本文通过求解室温热涨落下的随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程，分析了这些多铁器件的面积-延迟-能量权衡。我们特别关注缩小磁致伸缩纳米磁体的横向面积，这可增加芯片上的器件密度。我们表明，在缩小横向面积并保持单畴极限假设有效的同时，可增加纳米磁体的垂直厚度。这具有重要影响，因为它在一定程度上有助于防止磁致伸缩纳米磁体中诱导应力各向异性能量的恶化，该能量正比于纳米磁体的体积。结果表明，若缩小横向面积，切换延迟增加而能量耗散减少。讨论了在仍降低能量耗散的同时减少切换延迟的途径。
引用
@article{arxiv.1506.07859,
title = {Area-Delay-Energy Tradeoffs of Strain-Mediated Multiferroic Devices},
author = {Kuntal Roy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.07859},
year = {2015}
}