p A técnica de pulverização catódica tem sido amplamente utilizada para a deposição de filmes finos. Sob as armas de fogo, uma bolacha de oito polegadas com dispositivo padronizado fabricado por deposição, fotolitografia, gravura, etc. é mostrado. Crédito:NTHU MSE, Taiwan
p A memória de acesso aleatório magnetorresistiva (MRAM) é a principal candidata para a tecnologia digital de última geração. Contudo, manipular o MRAM com eficiência e eficácia é um desafio. Uma equipe de pesquisa interdisciplinar baseada na National Tsing Hua University (NTHU) em Taiwan, liderado pelo Prof. Chih-Huang Lai, Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, e Prof. Hsiu-Hau Lin, O Departamento de Física alcançou um grande avanço. Ao adicionar uma camada de platina com apenas alguns nanômetros de espessura, seu dispositivo gera corrente de spin para alternar os momentos magnéticos fixados à vontade - uma tarefa que nunca foi realizada antes. Para leitura e escrita mais rápidas, consumo de energia reduzido e retenção de dados durante uma queda de energia, MRAM é particularmente promissor. p Atualmente, o processamento de informações em dispositivos digitais é realizado principalmente usando memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM), mas consome energia significativa e enfrenta sérios obstáculos quando reduzido em tamanho. DRAM usa a carga de elétrons. "Mas os elétrons têm carga e spin, "Disse Lai." Por que não se pode trabalhar com o spin do elétron para manipular o MRAM? "Para colocar a ideia em prática, Lai e Lin formaram uma equipe de pesquisa interdisciplinar com alunos de doutorado Bohong Lin e Boyuan Yang.
p Lin explicou que a estrutura do MRAM é como um sanduíche. A camada superior consiste em um ímã que gira livremente, usado para computação de dados, enquanto a camada inferior consiste em um ímã fixo, responsável pelo armazenamento de dados. Essas duas camadas são separadas por uma camada de óxido.
p O desafio é trocar essas camadas por meios elétricos. Depois de uma longa série de experimentos, eles tiveram sucesso com uma camada de platina de espessura nanométrica. Devido às interações spin-órbita, a corrente elétrica impulsiona o movimento coletivo dos giros do elétron primeiro. A corrente de spin então muda o momento magnético fixado com eficácia e precisão.
p Uma corrente de spin (o caminho elétrico amarelo) passa pelo ferromagnético (FM, região azul) / antiferromagnético (AFM, região vermelha) estrutura em bicamada (as setas significam a direção do momento magnético). O momento ferromagnético e o momento antiferromagnético (o viés de troca) podem ser comutados (parte do meio:comutação; parte superior:já comutada; parte inferior:para ser comutada). Crédito:NTHU MSE, Taiwan
p Nos últimos anos, A NTHU tem promovido a cooperação interdisciplinar, como a pesquisa MRAM conduzida pelo especialista em materiais Lai e pelo físico Lin.
p Grandes empresas internacionais estão buscando a tecnologia MRAM, incluindo TSMC, Intel, e Samsung. É provável que a produção em massa de MRAM de alta densidade comece ainda este ano, um desenvolvimento em que a equipe de pesquisa liderada por Lai e Lin desempenhou um papel fundamental.
p A equipe de pesquisa está atualmente estendendo sua descoberta inovadora para outras estruturas, e espera-se que suas descobertas tenham grandes impactos no desenvolvimento da tecnologia de memória. Na opinião de Lai, o desenvolvimento da tecnologia MRAM terá uma influência decisiva no crescimento futuro e na evolução da indústria mundial de semicondutores.