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    存储装置大变革:效率高20倍,稳定性高10倍!

    据美国物理学家组织网近日报道,新加坡国立大学工程师领导的国际团队研发出一种新型自旋电子存储装置。与现有商用自旋电子存储器相比,新设备操控数字信息的效率以及稳定性分别提升了20倍和10倍,有望加速自旋存储设备的商业化发展。


    新设备由新加坡国立大学与日本丰田技术研究所、名古屋大学和韩国首尔大学的研究人员合作开发。这项新型自旋电子存储器件的新发明,于2018123日在《自然材料(Nature Materials)》期刊上被首次报道。


     新加坡国立大学工程系Yang Hyunsoo


    如今,人类正处于一个信息大爆炸的时代,全球产生的数字信息量是前所未有的。


    随着全世界数字信息呈爆炸式增长,对低成本、低功耗、高稳定性和高度可扩展的存储器和计算产品的需求也水涨船高。解决方法是使用新的自旋电子材料(在这些材料内,数据存储为微小磁体向上或向下的磁状态)。尽管现有基于铁磁体的自旋电子存储器成功满足了某些要求,但由于可扩展性和稳定性问题,它们仍然非常昂贵。


    新加坡国立大学研究人员解释说:“基于铁磁体的存储器生长不能超过几纳米厚,因为它们的写入效率会随着厚度的增加而呈指数衰减。”


    为应对这些挑战,研究团队用铁氧磁材料制造出了新型磁存储装置。重要的是,新材料即便生长10倍厚也不会影响整体数据的写入效率。研究人员利用电子电流在铁氧磁存储设备中写入信息,比在铁磁体内写入信息稳定10倍,效率提高20倍。


    新型自旋电子存储装置


    新型自旋电子存储装置


    研究团队成员、博士研究生 Rahul Mishra 先生解释道:“载流电子的自旋,基本上代表了你要写入的数据。在亚铁磁体中,载流电子的自旋遇到的阻挡最少。你可以想象,在一条八车道高速公路上开车时,与在狭窄的城市街道上开车时的效率差异。铁磁体就像一条为电子自旋准备的城市街道,而亚铁磁体就像一条高速公路,在高速公路上,电子的自旋或者所包含的信息能跨越很长距离保存下来。”


    这项突破有望加速基于自旋的存储器件的商业增长。Yang 副教授表示:“我们的发现有望为自旋电子工业提供一个平台。目前,由于超薄的磁性元件的使用,自旋电子工业正在努力解决围绕着不稳定性与可扩展性的相关问题。”


    计算和存储行业可以利用新发明提高自旋存储器的性能和数据保持能力。新加坡国立大学的研究团队现正计划研究其设备的数据写入和读取速度,他们期待新设备独特的原子特性也能带来超快的性能。此外,他们还计划与行业伙伴合作,加速这项发明的商业化进程。

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