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声波诱导的FMR辅助自旋变速器的垂直MTJ具有各向异性变化
我们已经研究了垂直磁性共振（FMR）辅助自旋转移扭矩（STT）垂直MTJ（P-MTJ）的辅助旋转转移扭矩（STT）切换，并使用微磁模拟使用包括热噪声效应的微磁模拟使用不均匀性。具有适当的频率激发，锯可以在磁刻录材料中诱导铁磁共振，并且磁化强度可以在圆锥体中进攻，从垂直方向高挠度。随着通过侧向各向异性变化以及室温热噪声掺入不均匀性的情况下，不同增长的磁化进攻可能显着不合同。有趣的是，即使在不同各向异性的晶粒之间，不同晶粒的进动物也处于相位状态。然而，由于声感应的FMR引起的高平均挠度角可以通过显着降低STT电流来补充STT开关。即使施加的应力诱导的各向异性变化远低于总各向异性屏障。这项工作表明，锯诱导的FMR辅助开关可以提高能源效率，同时可扩展到非常小的尺寸，这对于STT-RAM在技术上很重要，并阐明了这种范式在具有热噪声和材料不显着性的现实情况下这种范式在现实情况下的潜在鲁棒性的物理机制。
fe3gate2/wse2/fe3gate2 van der wa der waals异质结构
磁性隧道连接点（MTJ）是非挥发性随机访问记忆（MRAM）技术的领先存储成分。1,2它由夹在两个磁层层之间的薄隧道屏障层组成，提供快速开关速度，高耐力和低功耗。3，随着大数据和物联网的不断增长，优化了MTJ的运营，以实现较低的能源消耗以获得高密度记忆，并且更快的数据处理变得至关重要。4一种有效且易于访问的方法来操纵MTJ，正在使用电场，该电场在铁磁/铁电力多性异质结构中实现。5 MTJ Spintronic设备的行为和性能受到异质结构之间的界面的显着影响。4因此，实现MTJ的高质量接口对于充分利用其功能并增强数据处理速度至关重要。二维（2D）范德华（VDW）磁铁的出现为结构VDW异质结构提供了有前途的途径，与原子尖锐的互相互相互相互相耦合，6 - 14，这使得它使IT可以探索MTJ Pertronic设备的新颖电子控制。4,15近年来，在全VDW MTJ中，在带有隧道屏障HBN，MOS 2和INSE的全VDW MTJ中，在自旋阀设备中进行了显着的前进。16 - 21个最近的研究在低温下通过VDW异质结构中的电子均值报道了TMR。23 - 2516然而，在室温下实现TMR操作的电气控制仍然是一个持续的挑战，迄今为止，VDW异质结构尚未实现室温可调TMR。永远，发现2D VDW铁磁（FM）金属Fe 3 Gate 2，22，其在室温高于室温（居里温度≈350 - 380 K）上表现出强烈的铁磁作用，并稳健的大型垂直磁性各向异性，可以打开VDW旋转器件中房间温度旋转操作的可能性。
H 2 /NH 3 反应离子束刻蚀磁性隧道结材料特性
摘要 利用 H 2 /NH 3 的反应离子束蚀刻 (RIBE) 系统蚀刻磁隧道结 (MTJ) 材料，例如 CoFeB、Co、Pt、MgO，以及硬掩模材料，例如 W 和 TiN。与使用纯 H 2（无蚀刻）和 NH 3 的蚀刻相比，使用 H 2 和 NH 3 的混合气体，尤其是 H 2 /NH 3 (2:1) 比例，可以观察到 MTJ 相关材料的更高蚀刻速率和相对于掩模材料的更高蚀刻选择性 (>30)。此外，在蚀刻的磁性材料表面上没有观察到明显的化学和物理损伤，对于通过 H 2 /NH 3 (2:1) 离子束蚀刻的 CoPt 和 MTJ 纳米级图案，可以观察到高度各向异性的蚀刻轮廓 >83 ◦，没有侧壁再沉积。与 H 2 离子束或 NH 3 离子束相比，H 2 /NH 3 (2:1) 离子束对磁性材料（如 CoFeB）的蚀刻速率更高，这被认为与挥发性金属氢化物（MH，M = Co、Fe 等）的形成有关，这是通过暴露于 NH 3 离子束中在 CoFeB 表面形成的 M-NH x（x = 1 ∼ 3）的还原形成的。人们认为，H 2 /NH 3 RIBE 是一种适用于蚀刻下一代纳米级自旋转移力矩磁性随机存取存储器 (STT-MRAM) 设备的 MTJ 材料的技术。
超快速激光诱导的cofeb/mgo/cofeb磁性隧道连接的磁光响应
对超快自旋动力学的理解对于将来的超快和能量效率磁性记忆和存储应用至关重要。我们研究了COFEB/MGO/COFEB磁性隧道连接点（MTJ）的超快激光诱导的磁光反应，当时用短激光脉冲令人兴奋，这是磁性配置和泵送的函数。MTJ的超快速磁化在0.33–0.37 PS的时间尺度上迅速下降，这是由电子旋转散射和旋转转运相互驱动的。随后，通过电子– Phonon和Spin -Phonon相互作用分别以1.5-2.0和5.0–15.0 ps的时间尺度转移到电子和自旋储层的能量转移到晶格中。我们的结果表明，COFEB/MGO/COFEB的界面自旋方向可以调节自旋和声子之间的相互作用常数。这些发现提供了对MTJ接口在自旋动力学中的作用的洞察力，这将有助于Opto-Spintronic Tunnel Junction Junction堆栈设计和应用。
超大规模 MRAM 单元中的自旋和电荷漂移扩散
设计先进的单位形状各向异性 MRAM 单元需要准确评估具有细长自由层和参考层的磁隧道结 (MTJ) 中的自旋电流和扭矩。为此，我们通过在隧道屏障界面处引入适当的自旋电流边界条件，并采用局部依赖于电荷电流磁化矢量之间角度的电导率，将成功用于纳米级金属自旋阀的分析方法扩展到 MTJ。从而准确地再现了作用于自由层的扭矩的实验测量电压和角度依赖性。超大规模 MRAM 单元的开关行为与最近对形状各向异性 MTJ 的实验一致。使用我们的扩展方法对于准确捕捉 Slonczewski 和 Zhang-Li 扭矩贡献对包含多个 MgO 屏障的复合自由层中的纹理磁化作用的相互作用绝对必不可少。
基于磁隧道结换能器的缩放多数逻辑合成自旋电子电路的基准测试
摘要 — 自旋电子逻辑器件最终将用于混合 CMOS-自旋电子系统，该系统通过传感器在磁场和电域之间进行信号相互转换。这强调了传感器在影响此类混合系统整体性能方面的重要作用。本文探讨了以下问题：基于磁隧道结 (MTJ) 传感器的自旋电子电路能否胜过其最先进的 CMOS 同类电路？为此，我们使用 EPFL（洛桑联邦理工学院）组合基准集，在 7 nm CMOS 和基于 MTJ 传感器的自旋电子技术中合成它们，并在能量延迟积 (EDP) 方面比较这两种实现方法。为了充分利用这些技术的潜力，CMOS 和自旋电子实现分别建立在标准布尔门和多数门之上。对于自旋电子电路，我们假设域转换（电/磁到磁/电）是通过 MTJ 执行的，计算是通过基于域壁 (DW) 的多数门完成的，并考虑了两种 EDP 估计方案：(i) 统一基准测试，忽略电路的内部结构，仅将域传感器的功率和延迟贡献纳入计算，以及 (ii) 多数-反相器-图基准测试，还嵌入了电路结构、相关关键路径延迟和 DW 传播的能量消耗。我们的结果表明，对于统一情况，自旋电子路线更适合实现具有少量输入和输出的复杂电路。另一方面，当也通过多数和反相器综合考虑电路结构时，我们的分析清楚地表明，为了匹配并最终超越 CMOS 性能，MTJ 传感器的效率必须提高 3-4 个数量级
双旋转磁性隧道接线设备的微磁建模
自旋转移扭矩磁盘磁盘随机访问存储器（STT-MRAM）已成为一种有希望的非挥发记忆技术，与闪存相比，可提供可扩展性，高耐力和更快的操作[1，2]。它与SRAM竞争的能力有可能彻底改变未来信息存储。MRAM电池的核心是由COFEB磁参考层（RL），MGO隧道屏障（TB）和COFEB游离磁性层（FL）组成的磁性隧道连接（MTJ）。具有垂直磁化的FL和RL（PMTJ）的设备可实现大量的足迹，并为高密度MRAM溶液打开了路径。一直在不断努力提高STT-MRAM设备的切换性能，目的是实现子纳秒（子NS）切换时间。虽然自旋 - 轨道扭矩（SOT）设备显示了子NS开关性能，但与STT设备的两端结构相比，从技术的角度来看，它们的三端设备结构并不理想[3]。在PMTJ设备中掺入钼（MO）已显示出胜过常规TA的PMTJ，而TA则用垂直磁各向异性（PMA），热耐受性和开关性能作为COFEB电极的缓冲/帽/帽[4]。双磁隧道连接（DMTJ），具有额外RL和第二个TB的MTJ，已被研究为常规MTJ设备的有效替代方案，最多两倍的开关效率提高了开关效率[5，6]。但是，结构导致TMR值较低，到期
基于域壁运动的缩放自旋逻辑设备的全电控制
摘要 - 基于域墙（DW）运动的旋转逻辑设备提供了灵活的体系结构，以存储和携带逻辑信息在电路中。在此设备概念中，信息以多个磁性隧道连接（MTJ）共享的磁道磁态进行编码，并通过DW运动处理。在这里，我们证明可以使用新型的MTJ堆栈来实现这种基于纳米级DW的逻辑设备的全电动控制。除了各向同性的场驱动运动外，我们还显示了由电流驱动的DWS的方向运动，这是逻辑操作的关键要求。使用DW运动对逻辑门的完整电气控制。我们的设备在全晶片的IMEC的300毫米CMOS Fab中制造，这清除了大规模集成的路径。因此，此概念证明为逻辑和神经形态应用提供了高性能和低功率DW设备的潜在解决方案。
SOT-MRAM 动力学的微磁建模
自旋轨道扭矩磁阻随机存取存储器 (SOT-MRAM) 器件由于其非易失性、低功耗、高切换速度和耐久性而成为传统存储器的一种颇具吸引力的替代品 [1]。这些器件由磁隧道结 (MTJ) 和 SOT 重金属 (HM) 层组成。在 HM 层上施加电流会产生作用于 MTJ 中铁磁 (FM) 自由层 (FL) 的体自旋扭矩和界面自旋扭矩，这种扭矩源于 HM 层中存在的强自旋轨道耦合，从而可以操纵 FL 磁化。SOT 的对称性为设计具有垂直磁化方向的 SOT-MRAM 单元带来了挑战，以实现适合存储器应用的密度。已经提出并展示了几种解决方案，其中一些需要外部磁场、额外的对称性破坏层或 SOT 与自旋转移扭矩 (STT) 的组合 [1,2]。为了克服工程挑战并加速 SOT-MRAM 设备的开发和采用，需要能够快速准确地探索这些设备设计空间的软件。