Thermally Robust Perpendicular SOT-MTJ Memory Cells With STT-Assisted Field-Free Switching

联轴节(管道) 隧道磁电阻 材料科学 凝聚态物理 量子隧道 磁电阻 旋转扭矩传递 电气工程 拓扑(电路) 磁场 物理 铁磁性 量子力学 复合材料 工程类 磁化
作者
Ya-Jui Tsou,Wei-Jen Chen,Huan-Chi Shih,Pang-Chun Liu,C. W. Liu,Kai-Shin Li,Jia‐Min Shieh,Yu-Shen Yen,Chih‐Huang Lai,Jeng−Hua Wei,Denny D. Tang,Jack Yuan-Chen Sun
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:68 (12): 6623-6628 被引量:10
标识
DOI:10.1109/ted.2021.3110833
摘要

A back-end-of-line compatible 400 °C thermally robust perpendicular spin-orbit torque magnetic tunnel junction (p-SOT-MTJ) memory cell with a tunnel magnetoresistance ratio of 130% is demonstrated. It features an energy-efficient spin-transfer-torque-assisted field-free spin-orbit torque (SOT) switching and a novel interface-enhanced synthetic antiferromagnet (SAF). The optimal SAF with a Ru (9 Å) spacer sandwiched by Co/Pt multilayers has a high SAF coupling field of 2.8 kOe. The parallel magnetic coupling between the CoFeB-based reference layer and the bottom Co/Pt multilayer is enhanced by a magnet-coupling face-centered cubic textured Co/Pt (5 Å) multilayer buffer. The thermally induced Pt–Fe interdiffusion is effectively reduced by the W (3 Å) trilayers of texture-decoupling diffusion multibarrier. The Ta/ $\beta $ -W and TaN/ $\beta $ -W composite SOT channels are thick enough to be the etching stop and sustain 400 °C annealing without transforming to $\alpha $ -W. Using the harmonic Hall voltage measurement, the Ta/W and TaN/W channels exhibit the large effective spin Hall angle of approximately −0.21 and −0.27, respectively. Scaling magnetic tunnel junction (MTJ) down to 30 nm size can reduce the switching time due to single-domain switching based on the micromagnetic simulation. The damping constant of ~0.018 is obtained by the ferromagnetic resonance measurement. A bigger damping constant reduces the switching time as predicted by the calibrated simulation.
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
时运完成签到,获得积分10
刚刚
慕青应助cc采纳,获得10
刚刚
意林完成签到,获得积分10
刚刚
Elaborate完成签到,获得积分10
刚刚
Hello应助su采纳,获得10
1秒前
Wangxin发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
sysi完成签到,获得积分10
1秒前
西瓜完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
橙汁完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
LQH发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
liuchao完成签到,获得积分10
3秒前
丘比特应助大力翠丝采纳,获得10
3秒前
小胖子完成签到 ,获得积分10
3秒前
CX完成签到,获得积分10
3秒前
欢呼的鸡翅完成签到 ,获得积分10
3秒前
知性的绮兰完成签到,获得积分10
4秒前
英俊的铭应助328548采纳,获得10
4秒前
4秒前
torch132完成签到,获得积分0
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
任十三完成签到 ,获得积分10
4秒前
ZHQ完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
优秀健柏完成签到,获得积分10
5秒前
Tito完成签到,获得积分10
5秒前
稀饭完成签到,获得积分10
5秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
高海龙完成签到,获得积分10
5秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
mmddlj完成签到 ,获得积分10
6秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
6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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 630
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7377359
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8984951
关于积分的说明 19105658
捐赠科研通 7017653
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3226120
关于科研通互助平台的介绍 2389537
邀请新用户注册赠送积分活动 2206729