Moyens très efficaces pour inverser la magnétisation avec des courants de spin

Des chercheurs dévoilent un moyen très efficace d'inverser la magnétisation avec des courants de spin

Une nouvelle structure pour la commutation d’aimantation avec cobalt épitaxial / couche non magnétique / couche ferromagnétique aimantée perpendiculairement. La couche inférieure de cobalt est épitaxiée sur le substrat avec une forte anisotropie magnétique, ce qui nous permet de contrôler indépendamment les couches magnétiques supérieure et inférieure. 1 crédit

Une équipe de recherche internationale a franchi une étape importante dans la recherche d’une mémoire magnétique non volatile à haute densité et à faible consommation d’énergie.

“Nous avons établi une nouvelle méthode pour permettre l’inversion de l’aimantation sur des ferromagnétiques magnétisés perpendiculairement, sans avoir besoin d’un champ magnétique externe”, a déclaré Makoto Kohda, co-auteur de l’étude et professeur à la Graduate School of Engineering de l’Université de Tohoku.

Les dispositifs spintroniques optimisent le spin intrinsèque des électrons et leur mouvement magnétique associé. La société ayant besoin d’une électronique plus performante consommant moins d’énergie, la spintronique jouera un rôle important dans les dispositifs nanoélectroniques de prochaine génération.

Un courant de spin converti à partir d’un courant de charge crée un couple spin-orbite (SOT) sur les ferromagnétiques, permettant le contrôle électrique de l’aimantation. Actuellement, cela se fait de manière unidirectionnelle et des champs magnétiques externes doivent être utilisés pour commuter des ferromagnétiques aimantés perpendiculairement. La commutation dite sans champ, associée à une densité de courant réduite pour une consommation d’énergie réduite, est essentielle à la viabilité commerciale.

Kohda et son équipe comprenaient le professeur émérite Junsaku Nitta de la Graduate School of Engineering de l’Université de Tohoku et des collègues du Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), tels que le chercheur Jeonchun Ryu, le professeur Byong-Guk Park et le professeur Kyung-Jin Lee.

Ils ont exploité le spin généré dans toutes les directions pour créer une commutation sans champ à l’aide de CoFeB/Ti/CoFeB polycristallin, ce qui est crucial car ce matériau est déjà utilisé dans la production de masse de dispositifs spintroniques. En outre, la nouvelle méthode a entraîné une densité de courant inférieure de 30 % à celle de l’inversion de magnétisation basée sur le courant de spin existant.

« La collaboration internationale est la clé pour démontrer la technologie de nouvelle génération dans la mémoire non volatile. La prochaine étape pour nous sera d’appliquer ce principe à la production de masse des dispositifs spintroniques pour aider à inaugurer la technologie d’économie d’énergie requise pour l’IoT et l’IA », a ajouté Kohda.

Les résultats de l’équipe ont été publiés dans la revue Électronique naturelle le 7 avril 2022.


Un courant plus faible conduit à une mémoire très efficace


Plus d’information:
Jeongchun Ryu et al, Couple spin-orbite efficace dans les tricouches magnétiques utilisant les trois polarisations d’un courant de spin, Électronique naturelle (2022). DOI : 10.1038 / s41928-022-00735-9

Fourni par l’Université du Tohoku

Citation: Moyens hautement efficaces pour inverser la magnétisation avec des courants de spin (2022, 25 avril) récupéré le 25 avril 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-04-highly-efficient-reverse-magnetization-currents.html

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