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研究成果の概要（英文）：我探索并开发了一种新型的三次立方相，用于铁磁性小啤酒化合物MN2FEGA（MFG），其最终目的是将此材料与2D材料（例如用于旋转光子应用）的2D材料耦合。这种新开发的材料显示了用于自旋应用的几种有利特性，包括：显着的垂直磁各向异性（PMA），高化学订购和高自旋极化。这些特性展示了一种适用于磁性随机访问记忆（MRAM）等自旋应用的材料。这些结果导致了目前正在审查的出版物，收到了积极的反馈，并将很快发表。此外，这些结果已为目前正在印刷的情况下获得了立方MFG/CR/MGO缓冲层的专利。最后，这些结果已在几个全国性的会议上提出，并引起了Spintronics社区的重大关注。
用单步过程在Si中制造多项式3-D纳米结构
1引言有许多电子设备利用各种形状的3-D结构，例如颗粒，圆锥体，光子带隙晶体，磁倍率随机访问记忆（MRAM）和纳米电机械系统（NEMS）（NEMS）。这些结构的特性对它们的尺寸特征（例如形状，大小等）表现出很高的灵敏度，这通常会导致功能增强。由于这些3D结构中的特征大小降低了纳米级，因此在制造中实现高维准确性和可靠性变得越来越具有挑战性。因此，越来越需要改善这些3-D结构的精确和可靠性。已经提出并采用了各种方法，以试图制造具有纳米级特征的3-D结构。They include plasma etching, 1 electrodeposi- tion with a special patterning and biasing of the seed layer, 2 direct and laser-assisted chemical etching, 3 ultrasonic machining, 4 electro-discharge machining, 5 layer-by-layer laser-induced polymerization, 6 nanoimprint lithography, 7 , 8 hole-area modulation, 9 local nanolithography by atomic force显微镜（AFM），10平行纳米氧化，11等。
评估旋转记忆中包含的关键金属，特别关注PT替代以改善可持续性
由于其独特的属性组合：非挥发性，速度，密度和写入耐力，称为自旋转移磁性磁性随机接入记忆（STT-MRAM）的自旋记忆有望在物联网（IoT）的未来发展中起重要作用（IOT），并且在信息和通信技术中更笼统地发挥作用。这种类型的自旋装置通常是由材料制成的，其中一些可以归类为关键。最近的研究评估了磁随机访问记忆中包含的关键材料[1，2]。但是，在那些情况下，分析的记忆类型属于2000年代初期开发的第一代MRAM。如今，存储器设备被垂直于层平面磁化，并包含合成反铁磁铁（SAF）（SAF），该抗fiferromagnet（SAF）可为STT-MRAM参考层具有较低的流浪场提供高温。此SAF通常由钴（CO）和铂（PT）多层制成，抗铁磁性在薄扁桃（RU）层上耦合。由于铂金属（PGMS）的高体能量引起的，评估这些材料的普遍关注点是与其生产相关的环境风险。在这里首先报道对使用此类多层的环境和经济风险的评估，然后对其供应风险进行讨论。用CO/NI多层替换CO/PT多层替代可以导致与使用这些多层人士使用相关的能量需求或全球变暖潜力（GWP）的3-4个数量级。尽管如此，与PGMS相关的高供应风险仍然是提高意识的原因。基于垂直形状各向异性（PSA）的替代概念也可以在这些量中减少1-2个数量级。然而，对于Stt-Mram的情况，与硅晶片的质量相比，使用了少量的PGM层，这些硅晶片生长了这些类型的设备。因此，发现硅晶片制造的环境和经济影响要比STT-MRAM堆栈中纳入的PGM材料高得多。一个探索的可能性是基于Co/ni多层的SAF结构，其性能相似。还基于上述PSA概念提出了更具挑战性的选择。最后，我们解决了欧洲委员会确定的其他几种金属的案例，这些金属在MRAM（例如W或TA）中使用，最近都包括在2021年1月发布的欧盟冲突矿产法规中[3]。
基于自旋的磁性随机记忆高...
内存是当今用于数据存储和处理的电子系统中的关键组件。在传统的合并体系结构中，由于记忆的运行速度和容量差距，逻辑和内存单元是物理上分开的，这涉及von Neumann计算机的基本限制。此外，随着CMOS技术节点的演变，晶体管的演变越来越小，以提高操作速度，面积密度和能源效率，同时提供较低的驱动器电流。，诸如嵌入式闪光和SRAM之类的主流技术正面临着大量的缩放和功率构成问题。一个更密集，更节能的嵌入式内存将是高度期望的，特别是针对14 nm或以上的先进技术节点。与传统的电子功能相反，在非磁性半导体中操纵电荷来处理信息，SpinTronic设备基于电子的旋转，提供创新的计算解决方案。要将旋转三位型纳入现有的成熟半导体技术中，基于旋转的功能通常由磁性隧道连接的核心结构设计，该结构起着磁随机记忆（MRAM）的作用。
基于自旋的磁性随机存取存储器，用于高...
存储器是当今电子系统中用于数据存储和处理的关键组件。在传统的计算机架构中，由于存储器之间在操作速度和容量方面的性能差距，逻辑单元和存储器单元在物理上是分开的，从而导致冯·诺依曼计算机的根本限制。此外，随着 CMOS 技术节点的演进，晶体管变得越来越小，以提高操作速度、面积密度和能源效率，同时提供更低的驱动电流。然而，嵌入式闪存和 SRAM 等主流技术正面临着重大的扩展和功耗问题。更密集、更节能的嵌入式存储器将非常可取，特别是对于 14 纳米或更小的先进技术节点。与操纵非磁性半导体中的电荷来处理信息的传统电子设备不同，自旋电子器件基于电子自旋，提供创新的计算解决方案。为了将自旋电子学融入到现有的成熟的半导体技术中，基于自旋的器件一般设计以磁隧道结为核心结构，起到磁随机存取存储器（MRAM）的作用。
基于自旋的磁性随机存取存储器，用于高...
存储器是当今电子系统中用于数据存储和处理的关键组件。在传统的计算机架构中，由于存储器之间在操作速度和容量方面的性能差距，逻辑单元和存储器单元在物理上是分开的，从而导致冯·诺依曼计算机的根本限制。此外，随着 CMOS 技术节点的演进，晶体管变得越来越小，以提高操作速度、面积密度和能源效率，同时提供更低的驱动电流。然而，嵌入式闪存和 SRAM 等主流技术正面临着重大的扩展和功耗问题。更密集、更节能的嵌入式存储器将非常可取，特别是对于 14 纳米或更小的先进技术节点。与操纵非磁性半导体中的电荷来处理信息的传统电子设备不同，自旋电子器件基于电子自旋，提供创新的计算解决方案。为了将自旋电子学融入到现有的成熟的半导体技术中，基于自旋的器件一般设计以磁隧道结为核心结构，起到磁随机存取存储器（MRAM）的作用。
基于 CMOS/STT-MRAM 的 Ascon LWC
摘要 — 物联网 (IoT) 对象的使用日益增多，因此有必要开发低功耗安全电路。轻量级加密 (LWC) 算法用于在有限的功耗下保护这些连接对象的通信。能量收集技术可以提供物联网对象所需的电力。但是，它可能遭受突然断电，导致系统微控制器停止运行。为了使加密原语能够从意外断电中快速恢复，我们提出了一种基于 CMOS/MRAM 的 A SCON 密码硬件实现，该密码是美国国家标准与技术研究所 (NIST) LWC 竞赛的决赛入围者。我们专注于从 MTJ 电气模型开始的 ASIC 设计流程，而无需重新开发现有的 EDA 工具。作为研究案例，A SCON 计算的中间状态可以存储在非易失性存储器中，并在断电后启动时恢复，从而节省重新计算算法第一步的能源成本。此实现可节省 11% 至 48% 的能源，面积开销为 5.5%。索引术语 —A SCON、LWC、STT-MRAM、MTJ、非挥发性
SOT-MRAM的区域优化设计
摘要在这封信中，我们提出了用于区域优化的自旋轨道磁性随机访问存储器（SOT-MRAM）的新结构。基于对SOT-MRAM布局的观察，即可以在水平方向添加金属线而不增加细胞区域，建议的设计优化了金属线路由方向以及偏向读取和写入操作的条件。与常规的SOT-MRAM（STT-MRAM）相比，该设计的设计使用45 nm CMOS技术实施，可实现42％（23％）的细胞区域减少。通过利用高自旋电流注入效率，提出的设计比STT-MRAM达到6.26倍的写入功率。此外，由于读取和编写当前路径，提出的设计可以独立优化每个路径，从而使读取功率较低7.69倍，而较高的读取磁性距离距离与stt-MRAM相比，该路径具有读写和写入操作的常见路径。关键字：MRAM，旋转轨道扭矩，区域优化分类：电子设备，电路和模块（硅，Com-pound半导体，有机和新型材料）
离子束蚀刻 Scia Systems Coat 200
离子束蚀刻 (IBE) 通过定向和精确控制的离子能量轰击蚀刻目标，去除材料。IBE 也称为“离子束铣削”。IBE 源从惰性气体（通常是氩气）产生等离子体。一组电偏置网格确定离子束能量和离子束内的离子角发散。离子束撞击基材，通过物理溅射去除材料。离子束蚀刻具有其他等离子体工艺所不具备的定向灵活性。虽然 IBE 的蚀刻速率通常低于反应离子蚀刻 (RIE)，但 IBE 可为需要精确轮廓控制的应用提供高精度（高各向异性）。此外，离子束蚀刻可用于去除 RIE 可能无法成功的材料。离子束可以蚀刻与 RIE 不兼容的合金和复合材料。离子束蚀刻有许多应用，包括磁传感器的纳米加工、MEMS 设备以及表面声波 (SAW) 和体声波 (BAW) 滤波器的修整。一种较新的应用是制造高性能非易失性存储器，特别是“自旋转移扭矩” MRAM（磁阻随机存取存储器）。
通过离子植入的磁性超材料
是在神经形态计算中应用的有前途的候选者，6 - 8以及宏伟的和自旋装置。9 - 11这些系统的质量和多功能性已经为探索新兴物理学1,3并扩大其潜在应用开辟了途径。但是，由纳米图案过程产生的这些磁性纳米阵列的地形可能会带来重大挑战。一个示例是观察到的与结构相关的强相关光子散射，该散射可能会掩盖阵列中的磁顺序引起的散射。12鉴于这些系统的光子散射特性可能在信息技术应用中发挥关键作用，13或X射线跨曲面中用于操纵光子角和轨道动量的X射线跨面，12探索在开发真正的平面阵列的方法至关重要的是在材料选择和精确的空间控制方面保持灵活性。研究此类处理的另一种动机源于最近的进步，表明磁性超材料作为计算物理底物具有巨大的潜力。8,14将这些材料与CMOS技术或磁随机记忆（MRAM）架构集成的可能性突出了扩展可用制造方法的需求。15