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工程师发明了突破性的基于旋转的存储设备

发布时间:2019-01-29 10:30:38 来源:

由新加坡国立大学(NUS)的工程师领导的国际研究人员团队发明了一种新型磁性设备,能够比商用自旋电子数字存储器高20倍地处理数字信息,稳定性提高10倍。这种新型自旋电子记忆装置采用亚铁磁体,是与丰田技术研究所,名古屋和首尔韩国大学的研究人员合作开发的。

这一突破有可能加速基于旋转的存储器的商业增长。“我们的发现可以为自旋电子行业提供一个新的设备平台,目前由于所使用的薄磁性元件而面临着不稳定性和可扩展性问题,”新加坡国立大学电气和计算机工程系副教授Yang Hyunsoo表示。谁是该项目的先锋。

这种新型自旋电子记忆的发明于2018年12月3日在Nature Materials杂志上首次报道。

对新内存技术的需求不断增长

如今,全世界正在以前所未有的数量生成数字信息,因此对低成本,低功耗,高稳定性和高度可扩展的存储器和计算产品的需求不断增加。实现这一目标的一种方法是使用新的自旋电子材料,其中数字数据以微小磁体的向上或向下磁状态存储。然而,虽然基于铁磁体的现有自旋电子存储器产品成功地满足了这些要求中的一些,但由于可扩展性和稳定性问题,它们仍然非常昂贵。

“基于铁磁体的存储器不能超过几纳米厚,因为它们的写入效率会随着厚度的增加而呈指数衰减。这个厚度范围不足以确保存储的数字数据对正常温度变化的稳定性,”Yu Jiawei博士解释说,在这个项目中,在新加坡国立大学攻读博士学位。

亚铁磁溶液

为了应对这些挑战,该团队使用一类有趣的磁性材料 - 铁磁体制造了磁记忆装置。至关重要的是,人们发现亚铁磁材料可以生长10倍厚,而不会影响整体数据写入效率。

“载流电子的旋转,基本上代表了你想写的数据,在铁磁体中受到的阻力最小。想象一下,当你在八车道高速公路上驾驶汽车而不是狭窄的城市车道时效率的差异。而铁磁体就像电子旋转的城市街道一样,ferrimagnet是一条温馨的高速公路,其旋转或基础信息可以存活很长距离,“Rahul Mishra先生解释说,他是研究团队的一员,现任博士候选人。群组。

利用电子电流,新加坡国立大学的研究人员能够在铁磁体存储元件中写入信息,该元件的稳定性是铁磁体的10倍,效率是铁磁体的20倍。

对于这一发现,杨副教授的团队利用了ferrimagnet中独特的原子排列。“在ferrimagnets中,相邻的原子磁体彼此相反。一个原子对进入的自旋引起的干扰由下一个原子磁体补偿,因此信息以更少的功率传播得越来越快。我们希望计算和存储行业可以利用我们的发明来提高新兴自旋存储器的性能和数据保持能力,“杨副教授说。

下一步

新加坡国立大学的研究团队现在正计划研究其设备的数据写入和读取速度。他们希望其设备独特的原子特性也将带来超快的性能。此外,他们还计划与行业合作伙伴合作,加速其发现的商业翻译。

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