Osaka Üniversitesi’nden araştırmacılar, veri yazarken güç tüketimini önemli ölçüde azaltabilen manyetik dirençli bellek (MRAM) cihazları için yenilikçi bir teknoloji sundu. Yeni yaklaşım, elektrik akımına dayalı geleneksel yöntem yerine elektrik alanının kullanılmasına dayanıyor.
Son yıllarda, geleneksel rastgele erişim belleğinin (RAM) sınırlamalarının üstesinden gelmek amacıyla bilgi işlem aygıtları için birçok yeni bellek türü ortaya çıkmıştır. MRAM, uçucu olmama, yüksek hız, artan depolama kapasitesi ve artan aşınma direnci gibi avantajlar nedeniyle bunlar arasında öne çıkıyor.
Verileri depolamak için transistörler ve kapasitörler kullanan ve sabit bir güç kaynağı gerektiren geleneksel dinamik belleğin (DRAM) aksine, MRAM, bilgileri kaydetmek ve depolamak için manyetik durumları kullanır ve bu da kalıcılığı sağlar. Ancak mevcut MRAM cihazları, manyetik tünel bağlantılarındaki mıknatıslanma vektörlerini değiştirmek için önemli miktarda elektrik akımı gerektirir ve bu da istenmeyen ısınmaya ve yüksek güç tüketimine neden olur.
Bu sorunu çözmek için araştırmacılar, MRAM cihazlarını bir elektrik alanı kullanarak kontrol edecek yeni bir bileşen geliştirdiler. Anahtar teknoloji, mıknatıslanma vektörleri bir elektrik alanıyla değiştirilebilen multiferroik bir heteroyapı haline geldi. Bu yapının verimliliği, ters manyetoelektrik (CME) bağlantı katsayısı ile karakterize edilir; daha büyük değerler, daha güçlü bir manyetik tepkiyi gösterir.
Daha önce araştırmacılar, 10-5 s/m’den fazla yüksek CME katsayısına sahip multiferroik bir heteroyapının oluşturulduğunu bildirmişti. Ancak ferromanyetik katmanın (Co2FeSi) bazı kısımlarındaki yapısal titreşimler, istenen manyetik anizotropinin elde edilmesini zorlaştırdı. Konfigürasyon stabilitesini iyileştirmek için bilim adamları, ferromanyetik ve piezoelektrik katmanlar arasına ultra ince bir vanadyum katmanı yerleştirmek için bir teknoloji geliştirdiler; bu, net bir arayüz ve manyetik anizotropinin güvenilir kontrolünü elde etmeyi mümkün kıldı.
Çalışmanın baş yazarı Kohei Hamaya, “Multiferroik heteroyapıları hassas bir şekilde kontrol ederek, pratik manyetoelektrik (ME) MRAM cihazlarını gerçekleştirmek için iki temel gereksinimi karşılamayı başardık: sıfır elektrik alanında uçucu olmayan bir ikili durum ve dev bir CME etkisi” dedi. .
Spintronik cihazlara yönelik bu araştırma, pratik MRAM cihazlarında uygulamalara sahip olabilir ve üreticilerin güvenilir ve emniyetli bellek gerektiren çok çeşitli uygulamalar için düşük güçlü bir yazma teknolojisi olan ME-MRAM’i geliştirmelerine olanak tanıyabilir.
