应变拓扑绝缘体自旋轨道矩随机存取存储器位细胞用于能效存储器内计算
介观与纳米尺度物理
2025-03-03 v1
摘要
我们提出一种新型的应变拓扑绝缘体自旋轨道矩随机存取存储器 (STI-SOTRAM) 位细胞设计，包含一种由 piezoelectric/磁性/拓扑绝缘体/磁性 异构结构组成的存储单元，利用拓扑绝缘体的高电荷-自旋转换效率，结合应变诱导的基于压电的栅控机制，以实现低功耗存储器内计算。应变诱导的栅控机制通过改变栅极磁性从垂直到平面磁化，从而有效调制拓扑表面态 (TSS) 的导电性，进而促进存储磁性的自旋轨道矩 (SOT) 开关。通过综合的耦合随机 Langevin-LLG 模拟，我们探讨了器件动力学、各向异性-应变相空间以及开关条件，证明其在能量耗散方面显著优于传统重金属 (HM) 基 SOT 开关。此外，我们预测了存储器内布尔运算 (AND 和 OR) 的能耗。我们的发现表明，STI-SOTRAM 有望实现低功耗、高性能的边缘计算。
引用
@article{arxiv.2407.20925,
title = {Strained topological insulator spin-orbit torque random access memory (STI-SOTRAM) bit cell for energy-efficient Processing in Memory},
author = {Md Golam Morshed and Hamed Vakili and Mohammad Nazmus Sakib and Samiran Ganguly and Mircea R. Stan and Avik W. Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.20925},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 7 figures