以MRAM峰值效率的纪录高速度实现磁隧道结

隧道磁阻是发生在磁性隧道结(MTJ)中的一种磁阻效应。最值得注意的是，它构成了非易失性磁阻随机存取存储器(MRAM)的基础，但它也在TMR传感器的非接触传感应用中有应用。

现在，东京大学的一个由恩德哲夫教授领导的日本研究小组宣布了他们的MTJ的开发具有10 ns高速写入操作，足够的耐久性（> 1011），并且在1倍NM尺寸以上超过10年的高度可靠的数据保留。实现1X NM自旋转印扭矩 - 磁阻随机存取存储器（STT-MRAM）和非易失性逻辑（NVL）具有宽达应用的应用。

处理器的基本部件

由于STT-MRAM和NVL具有较低的功耗，采用MTJ和CMOS混合技术的STT-MRAM和NVL是计算机处理器等半导体存储器和逻辑的基本部件。

把自旋电子学技术为了更好地使用，需要更高的写操作速度，更大的持久力，甚至更低的功耗。此外，还需要更高的操作温度、更好的可伸缩性和长期数据保留(> 10年)。然而，研究人员面临着数据保留的重大问题，往往以牺牲操作性能如写入速度为代价。到目前为止，这限制了STT-MRAM和NVL的潜力。

(a)四界面MTJ结构的示意图和(b) TEM(透射电子显微镜)图像。图像归功于日本东北大学

开发一种新的MTJ栈设计

为了便于将1x NM节点STT-MRAM和NVL应用于广泛的应用程序，研究团队为四界型IPMA-MTJ（四-MTJ）开发了新的MTJ堆栈设计和制造技术。

利用这些新技术，该团队成功制造了先进的quadm - mtj。他们现在已经能够证明，在10 ns高速写操作下，与传统的双mtj相比，quadl - mtj的当前写密度可以降低20%以上。

即使四元mtj的热稳定系数是双元mtj的两倍，也是如此。简单地说，Quad-MTJ的数据保留时间可以维持10年以上，并且工作温度比Double-MTJ高。quadt - mtj也达到了超过1011的耐力水平。

适用于关键的电子应用雷竞技最新app

研究团队认为，采用quadl -MTJ技术、采用MTJ/CMOS混合技术的1X nm STT-MRAM和NV-Logic将开创一种适用于广泛应用的新型自旋电子学基础LSI。这些范围从低端(物联网系统和传感器网络)到高端(AI系统和图像处理)的频谱。