Par de transferencia de giro - Spin-transfer torque

Un modelo simple de torque de transferencia de giro para dos capas anti-alineadas. La corriente que sale de la capa fija está polarizada en espín. Cuando alcanza la capa libre, la mayoría de los giros se relajan en estados de menor energía de giro opuesto, aplicando un par de torsión a la capa libre en el proceso.
Un diagrama esquemático de una válvula de giro / unión de túnel magnético. En una válvula giratoria, la capa espaciadora (violeta) es metálica; en una unión de túnel magnético es aislante.

El par de transferencia de giro ( STT ) es un efecto en el que la orientación de una capa magnética en una unión de túnel magnético o una válvula de giro se puede modificar utilizando una corriente de giro polarizado.

Los portadores de carga (como los electrones) tienen una propiedad conocida como espín, que es una pequeña cantidad de momento angular intrínseco al portador. Una corriente eléctrica generalmente no está polarizada (consiste en un 50% de electrones de giro hacia arriba y 50% de electrones de giro hacia abajo); una corriente polarizada de espín es una con más electrones de cualquier espín. Al hacer pasar una corriente a través de una capa magnética gruesa (generalmente llamada "capa fija"), se puede producir una corriente de espín polarizado. Si esta corriente de espín polarizado se dirige a una segunda capa magnética más delgada (la "capa libre"), el momento angular se puede transferir a esta capa, cambiando su orientación. Esto se puede utilizar para excitar oscilaciones. o incluso cambiar la orientación del imán. Los efectos generalmente se ven solo en dispositivos de escala nanométrica.

Memoria de par de transferencia de giro

El par de transferencia de giro se puede utilizar para voltear los elementos activos en la memoria magnética de acceso aleatorio. La memoria de acceso aleatorio magnético de torque de transferencia de giro (STT-RAM o STT-MRAM) es una memoria no volátil con un consumo de energía de fuga casi nulo, lo que es una gran ventaja sobre las memorias basadas en carga como SRAM y DRAM . STT-RAM también tiene las ventajas de un menor consumo de energía y una mejor escalabilidad que la memoria magnetorresistiva de acceso aleatorio convencional (MRAM) que utiliza campos magnéticos para voltear los elementos activos. La tecnología de torque de transferencia de giro tiene el potencial de hacer posibles dispositivos MRAM que combinan requisitos de baja corriente y costo reducido; sin embargo, la cantidad de corriente necesaria para reorientar la magnetización es actualmente demasiado alta para la mayoría de las aplicaciones comerciales, y la reducción de esta densidad de corriente por sí sola es la base de la investigación académica actual en electrónica de espín.

Desarrollo industrial

Hynix Semiconductor y Grandis formaron una sociedad en abril de 2008 para explorar el desarrollo comercial de la tecnología STT-RAM.

Hitachi y la Universidad de Tohoku demostraron una STT-RAM de 32 Mbit en junio de 2009.

El 1 de agosto de 2011, Grandis anunció que había sido comprado por Samsung Electronics por una suma no revelada.

En 2011, Qualcomm presentó un STT-MRAM integrado de 1 Mbit, fabricado con la tecnología LP de 45 nm de TSMC en el Simposio sobre circuitos VLSI .

En mayo de 2011, Russian Nanotechnology Corp. anunció una inversión de $ 300 millones en Crocus Nano Electronics (una empresa conjunta con Crocus Technology ) que construirá una fábrica de MRAM en Moscú, Rusia.

En 2012, Everspin Technologies lanzó el primer módulo de memoria dual en línea DDR3 ST-MRAM disponible comercialmente que tiene una capacidad de 64 Mb.

En junio de 2019, Everspin Technologies inició la producción piloto de chips STT-MRAM de 28 nm y 1 Gb.

En diciembre de 2019, Intel demostró STT-MRAM para caché L4

Otras empresas que trabajan en STT-RAM incluyen Avalanche Technology, Crocus Technology y Spin Transfer Technologies.

Ver también

Referencias

enlaces externos

  • Subprograma de torsión de giro
  • JC Slonczewski: "Excitación de multicapas magnéticas impulsada por corriente (1996)", Journal of Magnetism and Magnetic Materials Volumen 159, números 1-2, junio de 1996, páginas L1-L7 [2]