面向存储应用的磁隧道结自旋轨道转矩翻转
应用物理
2022-07-26 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
自旋轨道转矩(SOT)提供了一种通用工具，可利用电流操控多种材料与器件的磁化，从而催生了新型自旋电子存储与计算方案。与已成为领先非易失性存储技术的自旋转移转矩(STT)并行发展，SOT 将电流诱导磁翻转的应用范围拓展至接近中央处理器时钟速度的运行场景以及非传统计算架构。本文综述了 SOT 的基本特性及其用于翻转磁隧道结(MTJ)器件（即磁阻随机存取存储器(MRAM)的基本单元）的研究。第一部分阐明了在纳米尺度结构中驱动 SOT 与磁化反转的物理机制。第二部分聚焦于 SOT-MTJ 单元，从材料与堆栈开发角度剖析 MTJ 结构，总结 SOT 翻转的优值指标，综述垂直磁化 MTJ 的无场操作，并提出结合 SOT、STT 与电压栅辅助翻转的方案。第三部分从电路集成工艺视角考察 SOT-MRAM，介绍有关微缩与性能以及宏设计架构的考量。由此，我们将 SOT 驱动磁化动力学的根本性描述与应用导向视角（含器件与系统级考量、目标及挑战）相衔接。
引用
@article{arxiv.2207.11974,
title = {Spin-orbit torque switching of magnetic tunnel junctions for memory application},
author = {Viola Krizakova and Manu Perumkunnil and Sebastien Couet and Pietro Gambardella and Kevin Garello},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.11974},
year = {2022}
}