東京大學通過交換偏壓成功控制次世代MRAM用反鐵磁性體的磁秩序

非揮發性的磁阻式隨機存取記憶體（MRAM）被評價是兼具非揮發性、高容量密度等複數優點記憶體。現有的MRAM主要以強磁性體為中心之多層膜構成的磁性隧道結合（MTJ）元件所組成。MTJ元件利用「隧道障壁層」上的「參照層」來對比紀錄層的磁性狀態並標示為0和1。而為了將MRAM的操作速度從GHz大幅提升至THz，下世代的技術傾向用反強磁性材料來取代既有的強磁性材料。

今年4月，東京大學的研究團隊宣布他們開發了適合作為次世代MRAM反強磁性材料材料的錳錫合金「Mn₃Sn」。對於MRAM而言，磁性秩序的控制是其能否發揮高效能優點的關鍵，為此，控制作為參照層之Mn₃Sn的磁性狀態的技術是不可或缺的。東大的團隊發現，當強磁性體與反強磁性體之間的界面附近發生磁性元素之間的磁性結合時，反強磁性體會對冷卻過程中的強磁性體磁性秩序產生穩定化的作用，進而使強磁性層較不易受到外部擾動的影響。這個現象可以理解為，強磁性層獲得了額外的磁異方性，這影響了冷卻過程中磁化等滯後曲線中印加磁場方向的相反位移，稱為交換偏壓效應。加入了反強磁性材料Mn₃Sn的磁性狀態控制技術對於下一世代快速高效能MRAM的研發具有重要的意義。

 

資料來源：mynavi新聞（2024-05-02）

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