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![arxiv：2310.18781v1 [Physics.App-ph] 2023年10月28日](/simg/3\3f1380b02b9c659a6762a795740a1bc6c291b728.webp)
arxiv：2310.18781v1 [Physics.App-ph] 2023年10月28日
真正的随机数发生器（TRNG）是许多应用程序的基本构建块，例如密码学，蒙特卡洛模拟，神经形态计算和概率计算。基于低屏障磁体（LBM）的垂直磁性隧道连接（PMTJ）是TRNG的天然来源，但它们倾向于遭受设备之间的变化，低速和温度敏感性的困扰。相反，用纳秒脉冲（表示为随机磁性的随机换能器（智能）设备）操作的中型驻磁铁（MBM）可能是此类应用的优越候选者。我们通过使用1-D Fokker – Planck方程来求解其脉冲持续时间（1 ps至1 ms）的基于MBM的PMTJ（E B〜20-40 K B t）的系统分析作为脉冲持续时间（1 ps至1 ms）的函数。我们研究了电压，温度和过程变化（MTJ尺寸和材料参数）对设备开关概率的影响。我们的发现表明，短期脉冲激活的智能设备（≲1ns）对工艺电压 - 温度（PVT）变化的敏感性要小得多，而消耗较低能量（〜fj）的智能设备比与较长脉冲一起使用的相同能量（〜fj）的敏感性要小得多。我们的结果显示了建立快速，节能和强大的TRNG硬件单元以解决优化问题的途径。
PH-xxx 课程名称：自旋电子技术简介
主题代码：PH-xxx 课程名称：自旋电子技术简介 LTP：3-0-0 学分：3 主题领域：OEC 大纲：磁学基础知识：磁学类型、自旋轨道相互作用、偶极相互作用、交换相互作用、磁各向异性 自旋相关传输：异常霍尔效应、各向异性磁阻 (AMR)、巨磁阻 (GMR)、隧道磁阻 (TMR)、自旋阀 (SV)、磁隧道结 (MTJ)、磁场传感器（硬盘读取头、生物传感器） 磁化动力学：自旋转移扭矩 (STT)、自旋霍尔效应 (SHE)、自旋轨道扭矩 (SOT)、轨道霍尔效应 (OHE)、磁化切换、磁性 skyrmions 自旋电子器件：磁阻随机存取存储器 (MRAM) 技术 - STT-MRAM、SOT-MRAM、自旋扭矩和自旋霍尔纳米振荡器（STNO 和 SHNO）、自旋量热器、赛道存储器基于自旋的计算：纳米磁逻辑、自旋逻辑、基于振荡器的神经形态计算、自旋波计算。科目代码：PH-xxx 课程名称：太空探索 LTP：3-0-0 学分：3 学科领域：OEC 大纲：不同国家太空探索的历史、对太空技术的需求、对空间科学知识的需求、近地空间的等离子体、大气中的波、其他行星的大气/电离层、空间测量：主动和被动遥感和现场测量、轨道：开普勒行星运动定律、轨道类型、霍曼转移轨道、卫星通信和导航、空间技术的应用。
同志创新培训网络 - 2024年10月8日至10日...
jbokor@berkeley.edu Spintronics领域涉及对固态设备中的旋转和电荷运输的研究。超快磁性涉及使用飞秒激光脉冲来操纵子秒时尺度上的磁性，包括无螺旋性无依赖性的全光开关。我们通过使用超快光电传输（Auston）开关使用Picsecond电荷电流脉冲结合了这些现象（图1）诱导铁磁GDFECO薄膜磁化的确定性，可重复的超快逆转[1]。使用9 ps持续时间电流脉冲，磁化强度在〜10 ps中反转，比任何其他电气控制的磁开关都要快一个数量级，并且展示了不需要旋转偏光电流或旋转旋转转移/Orbit/Orbit torques的根本新的电气开关机制。（图2）此外，开关所需的能量密度较低，投影仅需4 fj即可切换A（20 nm）3个单元。通过非平衡热激发的这种超快磁化逆转现象主要限于基于GD的Ferrimagnet，例如在图2所示的实验中使用的GDFECO合金。1和2。为了将这种快速开关与读数集成，需要具有高隧道磁力电阻（TMR）的磁性隧道连接。然而，对于使用GDFECO的设备报告的TMR值太小（≈0.6％），用于实际应用[2]。在存在面内对称性磁场的情况下，将电流脉冲应用于重金属/铁磁性薄膜异质结构。因此，切换具有独立光学脉冲的铁磁铁非常有趣，然后可以在高TMR存储器单元中作为存储层实现。We have shown how to transfer the ultrafast switching of GdFeCo to a ferromagnet (in our case Co/Pt multilayers) using Ruderman–Kittel–Kasuya– Yosida (RKKY) exchange coupling mediated HI- AOS of the ferromagnet layer driven by the HI-AOS of the ferrimagnet layer [3, 4].该技术通常适用于其他铁磁体，然后可用于使用高TMR的开关磁性结构状态进行MTJ读数。我们还表明，6-10 ps持续时间电流脉冲可用于直接和确定性地切换通过自旋 - 轨道扭矩（SOT）[5]的铁磁薄钴膜的平面外磁化。取决于相对电流
利用 CRAM 实现真正的内存计算
传统计算平台并未针对高效的数据传输进行优化，这使得在数据量呈指数增长的情况下进行大规模数据分析变得复杂。技术扩展不平衡进一步加剧了这种情况，因为数据通信而不是计算成为了关键的瓶颈 [5]。在这种情况下，硬件的专业化无济于事，除非以数据为中心。将计算能力紧密集成到内存中，即内存处理 (PIM)，尤其有前景，因为数据传输的开销在大规模情况下变得令人望而却步。PIM 拥有丰富的设计空间，涵盖成熟的处理器和驻留在内存中的协处理器 [6]。然而，在 3D 堆叠出现之前，最先进的逻辑和内存技术的不兼容性阻碍了实用的原型设计。尽管如此，3D 堆叠只能实现近内存处理，NMP [1]、[2]、[8]。主要的挑战仍然是在不违反阵列规律的情况下融合计算和内存。新兴的自旋电子技术在逻辑和存储器的紧密集成方面表现出非凡的多功能性。本次演讲介绍了一种高密度、可重构的自旋电子存储器计算基板——计算 RAM (CRAM) [10]。其基本思想是在不破坏阵列规律性的情况下，为基于磁隧道结 (MTJ) 的存储器单元 [7]、[12] 添加计算能力。因此，每个存储器单元都可以作为输入或输出参与门级计算。计算不会造成中断，即，作为门输入的存储器单元不会丢失其存储的值。这一思想同样适用于基于自旋力矩转移 (STT) 和自旋轨道力矩 (SOT) 的技术。CRAM 可以实现不同类型的基本布尔门以形成功能完整的集合，因此对计算类型没有根本限制。如果使用 SOT (STT) 实现，CRAM 阵列中的每一列（行）一次只能有一个活动门，但是，所有列（行）中的计算可以并行进行。CRAM 通过重新配置内存阵列中的单元来实现逻辑功能，从而提供真正的内存计算。由于阵列中的所有单元都是相同的，因此逻辑门的输入和输出不需要限制在阵列中的特定物理位置。换句话说，CRAM 可以根据需要在内存阵列中的任何位置启动计算。
Raffaele DE ROSE 的简历
DIMES - 卡拉布里亚大学，伦德，意大利 卡拉布里亚大学计算机工程、建模、电子和系统系 (DIMES) 的 B 类固定期限研究员（RTDB - 全职制度），属于科学学科领域 ING-INF/01 - 电子学。 DIMES - 卡拉布里亚大学，伦德，意大利 卡拉布里亚大学计算机工程、建模、电子和系统系 (DIMES) 的 A 类固定期限研究员（RTDA - 全职制度），属于科学学科领域 ING-INF/01 - 电子学。 DIMES - 意大利伦德卡拉布里亚大学，卡拉布里亚大学计算机工程、建模、电子和系统系 (DIMES) 研究员 (L. 240/2010)，属于科学学科领域 ING-INF/01 – 电子学。研究课题：“CMOS/MTJ存储器和逻辑应用的器件/电路协同设计”。科学主任：Marco Lanuzza 教授（卡拉布里亚大学）。 DIMES - 意大利伦德卡拉布里亚大学，卡拉布里亚大学计算机工程、建模、电子和系统系 (DIMES) 研究员 (L. 240/2010)，属于科学学科领域 ING-INF/01 – 电子学。研究课题：“基于n型基板和高效IBC和PERT架构的下一代晶体硅太阳能电池技术建模”。科学主任：Marco Lanuzza 教授（卡拉布里亚大学）。 ARCES - 博洛尼亚大学，切塞纳校区，意大利 博洛尼亚大学（切塞纳校区）埃尔科莱德卡斯特罗信息与电信工程电子系统研究中心 (ARCES) 研究员（L.240/2010），学科领域为 ING-INF/01 – 电子学。研究课题：“光伏电池的数值模拟”。科学主任：Claudio Fiegna 教授（博洛尼亚大学）。 ARCES - 博洛尼亚大学，切塞纳校区，意大利 博洛尼亚大学（切塞纳校区）埃尔科莱德卡斯特罗信息与电信工程电子系统研究中心 (ARCES) 研究员 (L.449/97)，研究领域为 ING-INF/01 – 电子学。研究课题：“光伏电池及模块的数值模拟”。科学主任：Claudio Fiegna 教授（博洛尼亚大学）。意大利伦德卡拉布里亚大学“编程和人工智能心理学”博士课程博士生 - XXV 周期科学学科领域 ING-INF/01 - 电子学。科学主任：Marco Lanuzza 教授（卡拉布里亚大学）。