Al igual que el batir de las alas de una mariposa, a veces pequeños cambios pueden conducir a resultados y cambios grandes e inesperados en nuestras vidas. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) realizó un cambio muy pequeño para desarrollar un material llamado “spin-orbit torque (SOT)”, una memoria DRAM de próxima generación.
El equipo de investigación, dirigido por el Prof. Dasoo Lee y Yongjoo Joo, candidatos a doctorado, del Departamento de Física y el Prof. Si-Young Choi del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de POSTECH, desarrolló SOT sin campo altamente eficiente a través del átomo logrado. conmutación de magnetización. Control de nivel de óxido compuesto. Sus resultados fueron publicados recientemente. Nanolitrosuna revista internacional de nanociencia y nanotecnología.
SOT surge de la interacción entre el espín (propiedad magnética) y el movimiento (propiedad eléctrica) de los electrones. Este fenómeno controla el estado magnético mediante el movimiento de los espines cuando fluye la corriente. Al utilizar información magnética en lugar de información eléctrica, se reduce el consumo de energía de la memoria, lo que la hace beneficiosa para la memoria no volátil que retiene información incluso cuando se apaga la energía. Los investigadores están explorando activamente una variedad de materiales, incluidos semiconductores y metales, para estas aplicaciones. En particular, existe un interés considerable en el descubrimiento de materiales que presenten tanto magnetismo como el “efecto spin-Hall”. El estudio de la conmutación eficiente de la magnetización mediante SOT ha atraído mucha atención. Sin embargo, aún queda un desafío: las corrientes de espín opuestas generadas dentro de una capa se anulan entre sí.
En este estudio, los profesores de POSTECH Daesu Lee y Si-Young Choi resolvieron el problema cambiando sistemáticamente la estructura aparentemente inusual del material. Rutenato de estroncio (SrRuO3), un óxido complejo que se sabe que exhibe magnetismo y efectos de espín-Hall, se ha utilizado ampliamente en la investigación de TOS. El equipo sintetizó SrRuO.3 ajustando minuciosamente la estructura reticular atómica de estas capas con efectos Hall de giro asimétrico en las superficies superior e inferior. Al crear un desequilibrio en el efecto Hall del espín con estructuras de superficie asimétricas estratégicamente diseñadas, pudieron controlar la magnetización en una dirección específica.
Basándose en este enfoque, el equipo logró una conmutación de magnetización eficiente sin necesidad de un campo magnético. Incorporando SOT en un dispositivo basado en SrRuO3, pueden restablecer el dominio magnético utilizando solo una corriente eléctrica para escribir y leer datos. El dispositivo de memoria resultante demostró el mayor rendimiento (de 2 a 130 veces mayor) y el menor consumo de energía (de 2 a 30 veces menor) que cualquier sistema sin campo de una sola capa conocido hasta la fecha. Esta conmutación de magnetización se logró sin campo magnético, preservando las propiedades tradicionales del SrRuO.3 utilizado en estudios anteriores.
El profesor Daesu Lee de POSTECH expresó su expectativa diciendo: “SrRuO asimétrico3 sintetizado por el equipo es una plataforma importante para estudiar la interacción entre el ferromagnetismo y el efecto Hall de espín”. Se esperan más investigaciones para desarrollar SOT. Contenido.”
La investigación se llevó a cabo con el apoyo del Programa de Incubación de Tecnología Futura de Samsung y el Programa de Investigación a Mitad de Carrera de la Fundación Nacional de Investigación de Corea.
