基于低电阻率自旋霍尔金属 Au0.25Pt0.75 的节能超快 SOT-MRAM
应用物理
2020-01-15 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
许多关键电子技术（例如大规模计算、机器学习和超导电子学）需要同时具备快速、可靠、节能和低阻抗的新存储器，这一直是一项挑战。由自旋轨道力矩（SOTs）驱动的非易失性磁阻随机存取存储器（MRAMs）有望比传统半导体和自旋转移力矩磁存储器更快、更节能。本工作报道，低电阻率 Au0.25Pt0.75 薄膜的自旋霍尔效应实现了 SOT-MRAM 器件的超快抗阻尼力矩开关，电流脉冲宽度短至 200 ps。若结合工业品质光刻和已演示的界面工程，我们的结果表明，基于 Au0.25Pt0.75 的优化 MRAM 单元可实现节能、超快且可靠的开关，例如对于 1 ns 脉冲，在写错误率为 50%（<1e-5）时写能量 < 1 fJ（< 50 fJ）。Au0.25Pt0.75 器件的抗阻尼力矩开关比刚性宏自旋模型的预期快 10 倍，很可能是由于自由层内增强的非均匀性导致的快速微磁学。这些结果证明了基于 Au0.25Pt0.75 的 SOT-MRAM 作为超快、可靠、节能、低阻抗且无限耐久存储器的候选方案的可行性。
引用
@article{arxiv.1910.11896,
title = {Energy-efficient ultrafast SOT-MRAMs based on low-resistivity spin Hall metal Au0.25Pt0.75},
author = {Lijun Zhu and Lujun Zhu and Shengjie Shi and D. C. Ralph and R. A. Buhrman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.11896},
year = {2020}
}