MRAM alternatív energiájú étrend a memória számára; Intelligens alkatrészekFélvezetők; SmarterWorld
Az új memóriachip prototípusa egy vékony króm-oxid rétegből áll tárolásra, amelyen egy ultravékony platina réteget alkalmaznak az olvasáshoz.
Az ingatag munkamemóriák sok energiát igényelnek a tartalmuk megőrzéséhez. Az alternatív megoldás - az MRAM-ok - mágnesesen tárolja az adatokat, de az adatok kezdeti írásakor nagy áramokra van szükség. A Drezda-Rossdorfi Helmholtz Központ kutatói jelenleg változtatnak ezen.
A mai tárolótartályok "ingatagak, ezért állapotukat folyamatosan meg kell újítani" - mondja Tobias Kosub, a tanulmány első szerzője és a Helmholtz-Zentrm Dresden-Rossendorf (HZDR) posztdoktora. „És ez sok energiát fogyaszt.” A kapcsolódó hőfejlesztés mellett, amely növeli az adatközpontok hűtési igényét, a fogyasztás kellemetlen hatással van az üzemeltető villanyszámlájára is.
Az MRAM-ok mágnesesen tárolják az adatokat, de kezdetben nagyon nagy áramokat igényelnek, ami szintén csökkenti a megbízhatóságot. "Ha meghibásodások vannak az írás vagy az olvasás folyamatában, azzal fenyegetnek, hogy túl gyorsan elhasználódnak és eltörnek" - mondja Kosub.
Az úgynevezett mágneses elektromos antiferromágneseket elektromos feszültség aktiválja, és MRAM alternatívaként nagyon ígéretesnek tűnik. De: "Ezeket az anyagokat nem lehet könnyen ellenőrizni",
mondja a ZDR csoport vezetője Dr. Denys Makarov. "Nehéz rájuk adatokat írni és újra kiolvasni." Eddig úgy gondolják, hogy a magnetoelektromos antiferromágnesek kiolvasása csak közvetett módon lehetséges ferromágneseken keresztül, előnyök elvesztésével. A tisztán antiferromágneses magnetoelektromos memóriának (AF-MERAM) nem lenne hátránya.
Ennek az új műfajnak az első példája az AF-MERAM prototípus, amelyet a drezdai kutatók bázeli kutatókkal közösen fejlesztettek ki. Ostya vékony króm-oxid réteget nyomnak két nanométer vékony elektróda közé. Feszültség alkalmazása esetén a króm-oxid egy másik mágneses állapotba „átfordul”, egy kicsit írnak. Csak néhány volt elég. "Más elképzelésekhez képest 50-szeresére tudtuk csökkenteni a feszültséget" - mondja Kosub. „Ez lehetővé teszi számunkra, hogy írjunk egy kicsit anélkül, hogy az alkatrész sok energiát fogyasztana és felmelegedne.
A kutatóknak sikerült a komplex kiolvasás, amikor egy nanométeres vékony platina réteget vittek fel a króm-oxidra, és az anomális Hall-hatást használták fel, amelynek segítségével a zavaró jelekkel fedett nagyon kicsi jel még mindig kiolvasható. "Olyan módszert tudtunk kifejleszteni, amely elnyomja a zavaró jelek zivatarát, és lehetővé teszi a hasznos jel elérését" - magyarázza Makarov. - Ez volt az igazi áttörés.
"Eddig az anyag szobahőmérsékleten működött, de csak egy kis ablakban" - magyarázza Kosub. „A króm-oxid speciális megváltoztatásával jelentősen meg akarjuk terjeszteni a területet.” Ezen dolgoznak kollégáink a Svájci Nanotudományi Intézetben és a Bázeli Egyetem Fizikai Tanszékén. Fejlesztettek egyet
új módszer, amellyel a króm-oxid mágneses tulajdonságai először feltérképezhetők a nanoszkálán. A következő lépésben a tömbök több elemből épülnek fel, így megvalósítható memóriaméretek érhetők el.
"Elvileg az ilyen memóriachipeket a szokásos számítógépgyártói eljárásokkal lehet előállítani" - mondja Makarov. "Nem utolsósorban emiatt az ipar nagy érdeklődést mutat az ilyen alkatrészek iránt."