Heel snelle MRAM met spanningscontrole over de magnetische anisotropie (VCMA)

Magnetische werkgeheugen (MRAM) wint aan belang voor verschillende ingebedde en alleenstaande geheugen toepassingen. Door zijn inherente niet-vluchtigheid kan hij de grote stand-by energieconsumptie problemen oplossen die in de huidige geheugen hiërarchie aanwezig zijn. Recent is spin-transfer torque (STT)-MRAM geleidelijk aan verbeterd en is nu beschikbaar. Schrijven in perpendicular magnetic tunnel junctions (pMTJ) gebeurd met STT en is gelimiteerd tot een paar nanoseconden. Omdat STT collineair is met de intrinsieke demping van de free-layer (FL), kost het tijd voordat er in de FL, op basis van thermische fluctuatie van de magnetisatie, voldoende koppel ontwikkelt door de STT elektrische stroom. Daarenboven vereist het een grote STT stroom om het demping koppel te overwinnen. Dit zorgt voor een groot energie verbruik tijdens het schrijven van het geheugen. Deze problemen kunnen echter opgelost worden door een ander schrijfmechanisme te gebruiken dat niet in directe competitie is met de intrinsieke demping. Van verschillende voorstellen lijken de voltage control of magnetic anisotropy (VCMA) en de spin-orbit torques (SOT) de grote kanshebbers. VCMA zorgt voor een lage vermogen werking van MRAM aangezien het de perpendicular magnetic anisotropy (PMA) van de FL kan aanpassen. PMA is gelinkt aan de vereiste stroom/energie voor een schrijfopdracht. In deze thesis, zullen we VMCA bestuderen, zowel als schrijfmechanisme alsook als een assisterend mechanisme tot schrijven met een SOT stroom.