Magnetoresistief random access memory (MRAM) is de topkandidaat voor digitale technologie van de volgende generatie. Echter, efficiënt en effectief manipuleren van MRAM is een uitdaging. Een interdisciplinair onderzoeksteam aan de National Tsing Hua University (NTHU) in Taiwan, onder leiding van Prof. Chih-Huang Lai, Afdeling Materials Science and Engineering, en prof. Hsiu-Hau Lin, Faculteit Natuurkunde heeft nu een doorbraak bereikt. Door een laag platina van slechts enkele nanometers dik toe te voegen, hun apparaat genereert spinstroom om de vastgezette magnetische momenten naar believen te schakelen - een taak die nog nooit eerder is volbracht. Voor sneller lezen en schrijven, verminderd stroomverbruik en het bewaren van gegevens door een stroomstoring, Vooral MRAM is veelbelovend.

Momenteel, informatieverwerking in digitale apparaten wordt voornamelijk uitgevoerd met behulp van dynamisch willekeurig toegankelijk geheugen (DRAM), maar het verbruikt veel stroom en wordt geconfronteerd met ernstige hindernissen wanneer het kleiner wordt. DRAM gebruikt de lading van elektronen. "Maar elektronen hebben zowel lading als spin, Lai zei. "Waarom kan men niet met elektronenspin werken om MRAM te manipuleren?" Om het idee in de praktijk te brengen, Lai en Lin vormden een interdisciplinair onderzoeksteam met promovendi Bohong Lin en Boyuan Yang.

Lin legde uit dat de structuur van MRAM als een sandwich is. De bovenste laag bestaat uit een vrij draaiende magneet, gebruikt voor gegevensberekening, terwijl de onderste laag bestaat uit een vaste magneet, verantwoordelijk voor gegevensopslag. Deze twee lagen worden gescheiden door een oxidelaag.

De uitdaging is om deze lagen elektrisch te schakelen. Na een lange reeks experimenten, ze vonden succes met een nanometer dun laagje platina. Door spin-baan interacties, de elektrische stroom drijft eerst de collectieve beweging van elektronenspins aan. De spinstroom schakelt vervolgens het vastgezette magnetische moment effectief en nauwkeurig.

In recente jaren, NTHU bevordert interdisciplinaire samenwerking, zoals het MRAM-onderzoek van materiaalexpert Lai en natuurkundige Lin.

Grote internationale bedrijven streven naar MRAM-technologie, inclusief TSMC, Intel, en Samsung. Het is waarschijnlijk dat de massaproductie van MRAM met hoge dichtheid ergens dit jaar zal beginnen, een ontwikkeling waar het onderzoeksteam onder leiding van Lai en Lin een sleutelrol heeft gespeeld.

Het onderzoeksteam breidt momenteel hun baanbrekende ontdekking uit naar andere structuren, en hun bevindingen zullen naar verwachting grote gevolgen hebben voor de ontwikkeling van geheugentechnologie. Volgens Lai is de ontwikkeling van MRAM-technologie zal een beslissende invloed hebben op de toekomstige groei en evolutie van 's werelds halfgeleiderindustrie.