Lavstrøm, meget integrerbar spintronics -enhed udviklet

Et forskerhold ved National Institute for Materials Science (NIMS) Materials Nanoarchitectonics (MANA) og Tokyo University of Science, Japan, i fællesskab udviklet en enhed, der er i stand til at kontrollere magnetisme på et lavere strømniveau end konventionelle spintronics -enheder. Den nye enhed blev fremstillet ved at kombinere en fast elektrolyt med et magnetisk materiale, og muliggør indsættelse/fjernelse af ioner i/fra det magnetiske materiale ved anvendelse af spænding.

Et forskerhold fra International Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), bestående af postdoktor Takashi Tsuchiya (i øjeblikket ved Tokyo University of Science), gruppeleder Kazuya Terabe, og direktør Masakazu Aono, udviklet en enhed, der er i stand til at kontrollere magnetisme på et lavere strømniveau end konventionelle spintronics -enheder, med lektor Tohru Higuchi ved Tokyo University of Science. Den nye enhed blev fremstillet ved at kombinere en fast elektrolyt med et magnetisk materiale, og muliggør indsættelse/fjernelse af ioner i/fra det magnetiske materiale ved anvendelse af spænding. Fordi enheden har en enkel struktur og er i stand til høj integration, det kan føre til udvikling af helt nye højdensitets højkapacitets hukommelsesenheder med lavt strømforbrug.

High-density optagelsesenheder (hukommelse) med høj kapacitet til lagring af en enorm mængde data er blevet vigtige på grund af informationseksplosionen i dag. Spintronics -enheder, som udnytter egenskaber ved både ladning og spin af elektroner til at registrere information, tiltrækker megen opmærksomhed som en type hukommelsesenhed. Imidlertid, det er blevet påpeget, at spintronics -elementerne er vanskelige at bruge i høj integration på grund af deres komplekse strukturer, og de kræver et højt skrivestrømniveau.

Ved hjælp af en lithiumionledende fast elektrolyt, forskergruppen indsatte/fjernede lithiumioner i/fra det magnetiske Fe3O4 -materiale for at ændre den elektroniske bærertæthed og elektroniske struktur af det magnetiske materiale. Ved at gøre det, forskergruppen afstemte med succes magnetiske egenskaber, herunder magnetoresistans og magnetisering. Teknikken udviklet i denne undersøgelse, der udnytter ionisk bevægelse, gør det muligt for spintronics -enheder at kontrollere magnetisme på et lavere strømniveau end konventionelle enheder, giver dem mulighed for at have en enkel struktur, og gør dem i stand til høj integration. Desuden, hele enheden er lavet af solide materialer, forhindrer væskelækage. På grund af disse fordelagtige funktioner, denne teknik forventes at muliggøre udvikling af hukommelsesenheder med høj densitet med høj kapacitet med lavt strømforbrug, ved hjælp af konventionelle halvlederprocesser.

Baseret på disse resultater, forskergruppen vil gøre yderligere fremskridt i udviklingen af ​​mikrofabrikationsteknikker for at opnå høj integration, og gennemføre demonstrationseksperimenter med det formål at anvende denne teknik på hukommelsesenheder med høj densitet med høj kapacitet.

Denne undersøgelse blev offentliggjort i onlineversionen af ACS Nano den 6. januar, 2016 (Japanstid).