Perspectives on field-free spin–orbit torque devices for memory and computing applications

磁阻随机存取存储器 计算机科学 扭矩 工程物理 旋转扭矩传递 磁化 赛道记忆 电气工程 纳米技术 材料科学 磁场 物理 工程类 随机存取存储器 半导体存储器 计算机硬件 内存管理 热力学 交错存储器 量子力学
作者
Víctor López‐Domínguez,Yixin Shao,Pedram Khalili Amiri
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:133 (4) 被引量:32
标识
DOI:10.1063/5.0135185
摘要

The emergence of embedded magnetic random-access memory (MRAM) and its integration in mainstream semiconductor manufacturing technology have created an unprecedented opportunity for engineering computing systems with improved performance, energy efficiency, lower cost, and unconventional computing capabilities. While the initial interest in the existing generation of MRAM—which is based on the spin-transfer torque (STT) effect in ferromagnetic tunnel junctions—was driven by its nonvolatile data retention and lower cost of integration compared to embedded Flash (eFlash), the focus of MRAM research and development efforts is increasingly shifting toward alternative write mechanisms (beyond STT) and new materials (beyond ferromagnets) in recent years. This has been driven by the need for better speed vs density and speed vs endurance trade-offs to make MRAM applicable to a wider range of memory markets, as well as to utilize the potential of MRAM in various unconventional computing architectures that utilize the physics of nanoscale magnets. In this Perspective, we offer an overview of spin–orbit torque (SOT) as one of these beyond-STT write mechanisms for the MRAM devices. We discuss, specifically, the progress in developing SOT-MRAM devices with perpendicular magnetization. Starting from basic symmetry considerations, we discuss the requirement for an in-plane bias magnetic field which has hindered progress in developing practical SOT-MRAM devices. We then discuss several approaches based on structural, magnetic, and chiral symmetry-breaking that have been explored to overcome this limitation and realize bias-field-free SOT-MRAM devices with perpendicular magnetization. We also review the corresponding material- and device-level challenges in each case. We then present a perspective of the potential of these devices for computing and security applications beyond their use in the conventional memory hierarchy.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
大橙子发布了新的文献求助20
1秒前
打打的应助被怡然缘分采纳,获得10
1秒前
3秒前
ttt发布了新的文献求助20
3秒前
整齐的黎云完成签到,获得积分20
4秒前
Hello的应助被HOURS采纳,获得10
5秒前
一兀发布了新的文献求助30
5秒前
李爱国的应助被来碗火鸡面采纳,获得20
5秒前
CBY完成签到,获得积分10
6秒前
眼睛大夜白完成签到 ,获得积分10
8秒前
顾晓雪完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
痛心完成签到,获得积分10
10秒前
Beyond完成签到,获得积分0
12秒前
科研通AI6.2的应助被标致的采纳,获得10
12秒前
weiyuxin发布了新的文献求助100
13秒前
13秒前
snnnn发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
研友_VZG7GZ的应助被风中的从筠采纳,获得10
15秒前
怡然缘分发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
挚友发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
ding的应助被南音采纳,获得10
16秒前
丘比特的应助被追光者采纳,获得10
16秒前
止止完成签到 ,获得积分10
16秒前
周小物发布了新的文献求助15
18秒前
19秒前
xxx发布了新的文献求助10
19秒前
白华苍松发布了新的文献求助20
19秒前
19秒前
shuxue发布了新的文献求助10
20秒前
zoey发布了新的文献求助10
20秒前
LH发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
23秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Comprehensive Heterocyclic Chemistry IV 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8047666
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9477499
关于积分的说明 21289710
捐赠科研通 7613836
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3392573
关于科研通互助平台的介绍 2523830
邀请新用户注册赠送积分活动 2430652