利用应变诱导磁各向异性在圆形磁性纳米点阵列中实现二进制信息传输
介观与纳米尺度物理
2016-10-12 v1
摘要
纳米磁逻辑因其优越的能效而有望替代传统的基于 CMOS 的逻辑。纳米磁逻辑的一种实现采用形状各向异性（如椭圆形）铁磁体（具有两种稳定磁化方向）作为二进制开关，依靠偶极-偶极相互作用传递二进制信息。通常，圆形纳米磁体与此方法不兼容，因为它们缺乏用于编码比特的明确稳定面内磁化方向。然而，圆形磁弹性纳米磁体可通过电压诱导的各向异性应变实现双稳态，这为纳米磁逻辑应用带来两大显著优势。首先，形状各向异性能垒被消除，从而减少了重新取向偶极所需的能量。其次，面内尺寸可缩小（约 20 nm），此前受限于热稳定性问题这是不可能实现的。在圆形磁弹性纳米磁体中，电压诱导应变即使在此尺寸下也能稳定磁化，克服热稳定性问题。本文中，我们分析论证了一种由圆形纳米磁体阵列构成的二进制逻辑线，其通过底部压电衬底施加的电压诱导应变进行时钟驱动。这导致了一种能效比现有基于 CMOS 的逻辑高几个数量级、且可缩放至远小于现有纳米磁逻辑方法尺寸的逻辑范式。该分析方法通过在 PMN-PT 样品上制备的偶极耦合 Ni 纳米点进行的实验测量得到验证。
引用
@article{arxiv.1602.08824,
title = {Binary information propagation in circular magnetic nanodot arrays using strain induced magnetic anisotropy},
author = {M. Salehi-Fashami and M. Al-Rashid and Wei-Yang Sun and P. Nordeen and S. Bandyopadhyay and A. C. Chavez and G. P. Carman and J. Atulasimha},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.08824},
year = {2016}
}