TR201615482A1 - Saf spi̇n akimlarina dayanan 3 boyutlu manyeti̇k bellek ci̇hazi - Google Patents
Saf spi̇n akimlarina dayanan 3 boyutlu manyeti̇k bellek ci̇hazi Download PDFInfo
- Publication number
- TR201615482A1 TR201615482A1 TR2016/15482A TR201615482A TR201615482A1 TR 201615482 A1 TR201615482 A1 TR 201615482A1 TR 2016/15482 A TR2016/15482 A TR 2016/15482A TR 201615482 A TR201615482 A TR 201615482A TR 201615482 A1 TR201615482 A1 TR 201615482A1
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- magnetic
- bit
- memory device
- magnetic storage
- storage
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 191
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 97
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 38
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 18
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 15
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 229910019236 CoFeB Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZDZZPLGHBXACDA-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Co] Chemical compound [B].[Fe].[Co] ZDZZPLGHBXACDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 claims 1
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910005347 FeSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 229910001291 heusler alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/56—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
- G11C11/5607—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using magnetic storage elements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/161—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1653—Address circuits or decoders
- G11C11/1655—Bit-line or column circuits
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1673—Reading or sensing circuits or methods
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1675—Writing or programming circuits or methods
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/80—Constructional details
- H10N50/85—Magnetic active materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N52/00—Hall-effect devices
- H10N52/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N52/00—Hall-effect devices
- H10N52/80—Constructional details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
Bu bulus, manyetik bitlere bilgi yazmak için saf spin akımlarını kullanan üç boyutlu bir manyetik bellek cihazı (1) ile ilgilidir. Manyetik bellek cihazı (1), iki referans katman (9) arasına yerlestirilen iki depolama katmanından (13) olusan bir veya daha fazla yıgından olusmaktadır. Yıgınlar, birinci yıgının alt kısmına yerlestirilmis olan referans elektrotların (11) birinci yıgının altına konumlandırılmıs ikinci yıgının üst kısmına yerlestirilmis olan referans elektrotlara (11) baglanması ile olusan ortak referans elektrotları (12) aracılıgıyla birbirlerine baglanmaktadır.
Description
TARIFNAME
SAF SPIN AKIMLARINA DAYANAN
3 BOYUTLU MANYETIK BELLEK CIHAZI
Teknik Alan
Bu bulus, 3 boyutlu (3B) manyetik bellek cihazlari ile ilgilidir.
Önceki Teknik
Günümüzde veri depolama teknolojisi, malzemelerin elektrik, optik ve manyetik olmak
üzere üç ana fiziksel özellik üzerine temellendiiilmektedir. Basit bir kapasitör içinde
elektriksel yük depolama prensibine dayanan flas bellek, optik dalga boylarinda
reflektivite degisimi ile kodlanan DVD, verileri manyetik ince filmlerin bölgesel
oryantasyonu ile kodlayan hard disk örnek olarak verilebilir. Bu teknolojiler yaygin
olarak kullanilmalarina ragmen, veri depolama yogunlugundaki artis için ön kosul olan
ölçeklenebilirlik açisindan kendilerine özgü fiziksel sinirlamalar içermektedir. Özellikle
batarya ile çalisan mobil cihazlarda kullanima uygun yüksek yogunluklu ve güç tüketimi
düsük olan cihazlar için yeni ve gelismekte olan teknolojiler degerlendirilmektedir.
Düsük üretim maliyetleri ve yüksek okuma/yazina hizlari da arastirmalari mevcut
teknolojilerin yerine geçebilecek veya bunlarla çalisabilecek bir optimal bellek cihazina
yönlendirmektedir. Faz Degisim Bellegi (PCM) ve manyetik rastgele erisimli bellek
(MRAM) gibi güçlü alternatifler olmasina karsin; daha yogun, daha hizli ve güç etkinligi
yüksek cihazlara yönelik arastirmalar halen devam etmektedir [12].
Spintronik (spin elektronigi) arastirmalarindaki son gelismeler, manyetik kayit alaninda
Uçucu Olmayan (NV) ve dayanikliligi yüksek çesitli buluslarin yolunu açmistir.
Manyetik hard disk sürücüsü olan mevcut teknoloji, süper paramanyetik etki (hücre
boyutunu sinirlamaktadir) dolayisiyla ölçeklenebilirlik açisindan sinirlidir ve veri
depolamak ve okumak için, cihazin boyutlarini arttiran ve çok fazla güç tüketen döner
diskler ve hareketli okuma/yazma kafalari gibi hareketli parçalara bagimlidir. Spin
transfer tork MRAM veya STT-RAM”larinda spin-polarize olmus elektronlarin
kullanimi, hareketli parça gereksinimini ortadan kaldiran spin-polarize olmus akimlar
vasitasiyla hitlerin miknatislanmalarinin degistirilmesi suretiyle yüksek güç tüketimi
sorununun üstesinden gelmektedir. Manyetik belle-kteki ölçeklenebilirlik sorunu, ya
manyetik bilgi katmanlanndan olusan [3] ya da yaris-pisti (race-track) bellek
tasarimindaki gibi bellek içindeki hacmi kullanan [4] üç boyutlu (33) bellek
yapilarindaki üçüncü boyutun kullanilmasi yoluyla çözülebilir. Söz konusu bellek
cihazlari spin transfer torku [5], isi destekli kaçak alan kaynakli miknatislanina
anahtarlama [6], opto-manyetik yöntemleri [7] kullanmaktadir.
Bilinen bellek cihazlarinin dezavantajlari asagidaki gibi özetlenebilir:
Flas bellek, DVD ve hard disk sürücüleri gibi mevcut bellek teknolojileri,
ölçeklenebilirlik açisindan sinirlidir ve daha yüksek depolama kapasiteleri için talebe
yanit vermekte yetersiz kalmaktadir. Bu bellek tipleri; ölçek küçüldükçe, flas bellek
hücrelerinde yük sizintisi, DVDllerde dalga boyu siniri ve hard disk sürücülerinde
süpeiparamanyetik etki gibi sorunlarla karsilasmaktadir.
Bellek cihazlarinin içindeki hareketli parçalar ayrica boyutlari sinirlamakta, çok fazla
güç tüketmekte ve arizalanarak mekanik problemlere sebep olabilmektedir.
Mevcut teknolojiler, mili-mikron saniye mertebesinde okuma/yazma sürelerine sahiptir.
Hareketli parçalar içeren disklerde, hiz, dönme hizi ve/veya okuma/yazina kafasi hizi ile
sinirlidir.
DRAM gibi bazi mevcut bellek teknolojileri uçucudur. Bu nedenle, bellegi yenilemek
için güç tüketimine gereksinim duyarlar.
Ikili durumlarin uzun dönem kararliligi PCM gibi bazi teknolojiler için problem teskil
etmektedir.
Ayri okuyucu/yazicilarabellek biriiri gereksinimi, yalnizca cihaz yapisini
karmasiklastirmakla kalmayip, ayni zamanda hard disk sürücüleri gibi bazi
teknolojilerde üretim maliyetlerini de arttirmaktadir.
Yaris-pisti bellek ve (rpm-manyetik bellek gibi bazi yeni üç boyutlu (3B) bellek
teknolojilerinde, bitleri okuyabilmek için bit transferi gerekmektedir ki bu da hata
oranini arttirir ve fazla zamana mal olur.
Böylece, çok yüksek yogunluga sahip, hareketli parça içermeyen, tekli bit erisimi olan
nano-saniye mertebesinde okuma/yazma süreleri, kararli mantik seviyeleri özelliklerine
sahip ve okuma ve yazma birimleri ile birlikte azaltilmis üretim maliyetlerine sahip olan
yeni bir 3B uçucu olmayan bellek tasanmi gerekmektedir.
Referanslar
Nanosci. Techn01. (Elsevier, 2010).
2013).
555 (2012).
Demokritov, Sci. Rep. 5, 8578 (2015).
2012).
Bulusun Amaçlari
Spin Hall etkisi (SHE) veya manyetik olmayan bir katman üzerinden spin difüzyonu
yoluyla ferromiknatislara spin asilamasina duyulan ilgi, geçtigimiz birkaç yilda artmis
olup, manyetik bellek cihazlari [8] ve on-chip (çip üstü) osilatörlerde [9, 10] potansiyel
kullanimlari söz konusudur. Yük akimlari yerine saf spin akimlarinin kullanilmasinin bir
avantaji, spin açisal momentumu transfer etmeye yönelik verimli bir araç saglayan çoklu
saçilim olaylarindan faydalanilabilir olmasidir [l 11.
Bu bulusun amaci saf spin akimlarina dayanan 3 boyutlu bir manyetik bellek cihazi
saglamaktir. Bu bulus, nano-saniye mertebesinde akim darbeleri vasitasiyla manyetik
bitlere bilgi yazmak için saf spin akimlanni kullanan ve çok yüksek yazma hizlarina
olanak vermeyi amaçlayan bir manyetik bellek cihazidir. Üç boyutlu bellek tasariminda,
nano-ölçekli manyetik sütunlar olan manyetik bitler dizinler halinde düzenlenmekte ve
katmanlar halinde yi gilmaktadir, dolayisiyla manyetik diskin hacmi kullanilmaktadir.
Mevcut bulusun tercih edilen uygulamasinda, manyetik bellek cihazi, iki referans
katman arasina yerlestirilen iki depolama katmanindan olusan en az bir yigindan
olusmaktadir. Bir baska deyisle, manyetik bellek cihazi, her biri yukaridan asagiya
sirayla yerlestirilmis olan bir birinci referans katmani, bir birinci depolama katmani, bir
ikinci depolama katinani ve bir ikinci referans katinani içeren birden fazla sayida yigin
içermekte olup; burada birinci referans katmani birden çok sayida manyetik referans biti
dizini ve manyetik referans biti dizinlerinin üzerine yerlestirilmis birden çok sayida
referans elektrot içermekte; birinci depolama katmani, birinci referans katmanindaki
manyetik referans biti dizinlerine dik olan birden çok sayida manyetik depolama biti
dizini, birinci referans katmani ile birinci depolama katmani arasinda konumlandirilan
birden çok sayida yazma metal elektrotu dizini ve birinci depolama katmani ile ikinci
depolama katmanindaki manyetik depolama biti dizinleri ile temas halinde olan birden
çok sayida okuma metal elektrot dizini içermekte; ikinci depolama katmani, birinci
depolama katmanindaki manyetik depolama biti dizinlerine paralel olan birden çok
sayida manyetik depolama biti dizini ve ikinci depolama katmani ile ikinci referans
katmani arasinda konumlandinlmis olan birden çok sayida yazma inetal elektrot dizini
içermekte; ve ikinci referans katmani, ikinci depolama katmanindaki manyetik
depolama biti dizinlerine dik olan birden çok sayida manyetik referans biti dizini ve
manyetik referans biti dizinlerinin alt kisminda birden çok sayida referans elektrot dizini
içermektedir.
Mevcut bulusun bir uygulamasinda, yukarida açiklanan birden çok sayida yigin, iki
depolama katmanindan olusan çoklu yiginlara sahip bir yapi olusturmak için
birbirlerinin üzerine binmekte ve söz konusu her yigin manyetik olmayan bir yalitim
Mevcut bulusun bir baska uygulamasinda, yukarida açiklanan birden çok sayida yigin,
iki bitisik yigindaki referans elektrotlarin baglanmasi ile olusturulan ortak referans
elektrot dizinleri araciligiyla birbirlerine baglanmaktadir. Bu uygulamada, bagli
yiginlardaki bitisik referans katmanlari, ortak referans elektrotlarinin içinden bir akim
darbesi geçirmek suretiyle kumanda kutusu vasitasiyla sifirlanabilmektedir (initialized).
Bulusun önceki bellek sistemlerine göre bazi avantajlari buluninaktadir.
- Bilgiler, manyetik bit dizinlerinden olusan çoklu katinanlar içinde depolanmaktadir;
dolayisiyla depolama kapasitesi açisindan üstündür.
- Uçucu olmayan bellek teknolojisidir, yani elektrik olmadiginda bile bilgiler
korunmaktadir.
- Saf spin akimlarindan tork kullanan bit transferi çoklu spin saçilim olaylarinin
arttirici etkisi ile daha verimlidir ve verimli enerji tüketimine imkan verir.
- Bulus, bilgileri yazmak ve okumak için nano-saniye mertebesinde akim darbeleri
kullanmaktadir, bu nedenle çalisma için hareketli parçalara bagimli degildir. Bu;
zaman, enerji ve yer tasarrufu saglamaktadir.
- Mevcut bulus tekli bitlere eiisiine olanak saglamaktadir ve ne ayri bir
okuyucu/yazici biriinine ne de bir arabellege gereksinim duymaktadir. Bu, üretim
maliyetlerinin düsürülmesi, daha verimli yer kullaiiimi ve ayni zamanda enerji
tüketiminin azaltilmasi açisindan büyük bir avantajdir.
Bulusun Ayrintili Açiklamasi
Bu bulusun amacina ulasinak için gerçeklestirilmis olan 3 boyutlu manyetik bellek
cihazi ekli sekillerde gösterilmis olup; bu sekillerden;
Sekil 1 - Bir bellek cihazin içindeki manyetik bitler.
Sekil 2 - Yazma isleminin gösterimi.
Sekil 3 - Okuma isleminin gösterimi.
Sekil 4 - Sifirlama (reset), okuma ve yazma islemlerinin bir kumanda kutusu
kullanilarak gösterimi.
Sekil 5 - RLm-riinin m. referans katmaninin i. sirasini temsil ettigi, RLm-cj'nin m.
referans katmaninin j. sütunu temsil ettigi, SL-cj”nin depolama bitleri altindaki yazma
meta] elektrotlarinin j. sütunlarini temsil ettigi; ve SLn-rijiinin, i. referans katmani sirasi
ile j. depolama katmani sütunu arasinda n. depolama katmanindaki bir depolama bitini
temsil ettigi; manyetik Cihazin dizin gösterimi.
Sekil 6 - Iki referans katman ve iki depolama katmani ile birlikte cihazin kutu seklinde
semasi.
Sekil 7 - 3 boyutlu bir bellek tasarimi için tekrar eden bir yigin.
Sekilde gösterilen parçalar asagidaki sekilde numaralandinlmistir:
1. Manyetik Bellek Cihazi
2. Manyetik referans biti
3. Manyetik depolama biti
. Alt katman
6. Ara katman
7. Üst katman
8. Metal elektrot katmani
9. Referans katmani
. Yalitim malzemesi
11. Referans elektrot
12. Ortak referans elektrotu
13. Depolama katmani
14. Yazma metal elektrotu
. Okuma metal elektrotu
16. Kumanda kutusu
- -y yönünde polarize olmus elektron spinleri
s+ +y yönünde polarize olmus elektron spinleri
her birinin üzerine yüksek bir spin-hall açili agir metal elektrot katmani (4)
yerlestirilmis olan ve üzerine yüksek spin polarizasyonlu bir ferromanyetik
malzemeden yapilmis bir üst katman (7) yerlestirilmis yuinusak ferromiknatistan
yapilmis bir ara katman (6) ile temas halinde olan yüksek spin polarizasyonlu bir
ferromanyetik malzemeden yapilmis bir alt katman (5) içeren, manyetik nano-
sütunlardan olusan birden çok sayida manyetik referans biti (2);
her birinin üzerine uzun spin-difüzyon uzunluguna sahip metal elektrot katmani (8)
yerlestirilmis olan ve üzerine yüksek spin polarizasyonlu bir ferromanyetik
malzemeden yapilmis bir üst katman (7) yerlestirilmis yumusak ferromiknatistan
yapilmis bir ara katman (6) ile temas halinde olan yüksek spin polarizasyonlu bir
ferromanyetik malzemeden yapilmis bir alt katman (5) içeren, mikron-alti boyutta
manyetik nano-sütunlardan olusan birden çok sayida manyetik depolama biti (3);
iki referans katman (9) arasina yerlestirilen
o referans katmanlannin (9)
. manyetik referans bitlerinin (2) yalitim malzemeleri (10) vasitasiyla
birbirlerinden izole edildigi birden çok sayida manyetik referans biti (2)
referans elektrot (1 1) dizini içerdigi;
o depolama katmanlannin (1 3)
i manyetik referans biti (2) dizin1erine dik olan ve manyetik depolama
bitlerinin (3) yalitiin malzemeleri vasitasiyla birbirilerinden izole edildigi
birden fazla sayida manyetik depolama biti (3) dizini;
. referans katinanlari (9) ile depolama katmanlari (13) arasinda
konumlandinlan birden çok sayida yazma metal elektrot (14) dizini;
. manyetik depolama biti (3) dizinleri ile temas halinde olan birden fazla
sayida okuma metal elektrot (15) dizini içerdigi;
- iki depolama katmanindan olusan en az bir yigin (13)
içeren üç boyutlu bir manyetik bellek cihazi (1).
Sekil l”de, manyetik bellek cihazi (1) içinde, bir referans katmani ve bir depolama
katmani (13) ile birlikte bir manyetik referans biti (2) ve bir manyetik depolama biti (3)
gösterilmektedir. Referans katrnam (9) Silikon Dioksit (SiOg) gibi manyetik olmayan bir
yalitim malzemesi (10) ile izole edilmis olan manyetik referans bitlerine (2) sahip olan
referans katmanin (9) üst kismina yerlestirilmis olan yüksek spin-yörünge etkilesimli
(high spin-orbit coupling) ve yüksek spin hall açili meta] elektrot katmanindan (4)
(Tantal (Ta) veya Platin (Pt) gibi bir agir metal) olusmaktadir. Depolama katmani (13),
Bakir (Cu) gibi uzun spin difüzyon uzunluguna sahip bir malzemeden olusan bir meta1
elektrot katmanina (8) ve bir yalitim malzemesi (10) ile ayrilmis manyetik depolama
bitlerine (3) sahiptir.
Manyetik referans bitleri (2) ve manyetik depolama bitleri (3), üzerine yüksek spin
polarizasyonlu bir ferromanyetik malzemeden yapilrrns bir üst katman (7) yerlestirilmis
yumusak ferrorniknatistan yapilmis bir ara katman (6) ile temas halinde olan yüksek spin
polarizasyonlu bir ferromanyetik malzemeden yapilmis bir alt katman (5) yigini gibi
mikron-alti boyutta manyetik nano-sütunlardan olusmaktadir. Referans katmanindaki (9)
manyetik nano-sütunlarin bir örnegi, CoFeB/NigiFeig/CoFeBidir (kobalt-demir-bor
alasimi / nikel-demir alasimi / kobalt-demir-bor alasimi) ve üzeri referans elektrot (11)
ile ayni malzemeden (yüksek spin-hall açili metal) olan bir agir inetal elektrot katmani
(4) ile kaplanmistir. Diger öinekler olarak, yüksek spin polarizasyonu için feiromanyetik
yari-metal olan Heusler alasimlari kullanilabilir ve yumusak manyetik katman için
NiFeCu, FeSi ve benzer NiFe alasimlan kullanilabilir. Manyetik depolama bitleri (3)
manyetik referans bitleri (2) ile ayni malzemelerden olusmaktadir. Manyetik bitler nano-
sütunlar halinde modellenmektedir ve uzun ekseni manyetik filmin kolay eksenini
tanimlayacak sekilde eliptik biçimde tasarlanabilmektedir.
Mevcut bulusta, bilgiler, referans katmanlara (9) göre manyetik depolama bitlerinin (3)
içine yazilmakta ve manyetik nano-sütunlardaki yumusak manyetik malzemenin
miknatislanma yönü ile belirlenmektedir.
Manyetik bellek cihazi (1) ve kumanda kutusu (16) kullanilarak bir manyetik depolama
bitine (3) “1 ” (yani, manyetik depolama bitinde (2) +y yönünde miknatislanma) yazma
yöntemi asagidaki adimlari içermektedir:
- yazilacak manyetik depolama biti (3) ile temas halinde olan bir yazma metal
elektrotu (14) ve +y yönü boyunca sabit bir rrnknatislanma yönüne sahip olan ve
manyetik depolama bitinin (3) 'uzerine yerlestirilen bir manyetik referans biti (2) ile
temas halinde olan bir referans elektrot (1 1) seçilmesi,
- yazma metal elektrotundan (14) referans elektrota (11) manyetik referans biti (2)
içinden bir akim darbesi geçirilmesi; burada manyetik referans biti (2) ile polarize
olmus akimin spinleri manyetik depolama bitine (3) dogru yazma metal
elektrotunun (14) içine nüfuz etmekte ve manyetik depolama bitinde (3) spinlerle
ayni yön boyunca miknatislanma uygulamaktadir.
Bilgiler manyetik depolama bitine (3) yazilmadan önce, ilk olarak, referans katinanlar
(9) (bir kez) sifirlamr (initialized), yani kumanda kutusu (16) vasitasiyla referans elektrot
(11) (Ta, Pt gibi bir agir metal) içinden bir akim geçirilmek suretiyle manyetik referans
biti (2) miknatislaninasi baslatilir. Ta gibi negatif spin hall açili bir malzeme için, Sekil
1”deki gibi +x yönüne dogru bir akim (soldan saga), +y yönü boyunca spin polarize
olmus saf spin akimini manyetik referans bitine (2) dogru (-2 yönü boyunca) gönderir.
Bu akim, manyetik referans bitinde (2) “1” biti olarak tanimlanan +y yönü boyunca
miknatislanma uygulamaktadir. Pt gibi pozitif spin hall açili bir malzeme için, -X yönüne
dogru bir akim, +y yönü boyunca spin polarize olmus -2 yönü boyunca manyetik
referans bitine (2) dogru ilerleyen bir saf spin akimi olusturmaktadir. Bu akim, manyetik
referans bitinde (2) “1” biti olarak tanimlanan +y yönü boyunca miknatislanma
uygulamaktadir.
Referans katmanindan (9) manyetik depolama bitlerine (3) bilgi akisi, Sekil 2”de
gösterildigi gibi saf spin akimlarimn lokal olmayan enjeksiyonu kullanilarak
gerçeklestirilmektedir. Manyetik depolama bitinin (3) durumu, manyetik referans bitinin
(2) içinden geçen akimin yönü ile belirlenmektedir. Akim darbesi, yazma metal
elektrotundan (14) referans elektrota (11) (Ta) cihaz içinden (+z yönünde) aktiginda;
manyetik referans biti (2) ile polarize olmus spinler manyetik depolama bitine (3) dogru
yazma metal elektrotunun (14) içine nüfuz etmekte ve manyetik depolama bitinde (3) +y
yönü boyunca miknatislanma uygulamaktadir ve manyetik depolama biti (3) “1” olarak
yazilmaktadir.
Yukarida açiklanan manyetik bellek cihazi (1) ve kumanda kutusu (16) kullanilarak bir
manyetik depolama bitine (3) “O” (yani, manyetik depolama bitinde (2) -y yönünde
miknatislanina) yazma yöntemi asagidaki adimlari içermektedir:
- degistirilecek manyetik depolama biti (3) ile temas halinde olan bir yazma metal
elektrotu (14) ve manyetik depolama bitinin (3) üzerine yerlestirilen ve yönü +y
yönü boyunca miknatislanmis olan bir manyetik referans biti (2) ile temas halinde
olan bir referans elektrot (1 1) seçilmesi,
- referans elektrottan (l 1) yazma metal elektrotuna (14) dogru manyetik referans biti
(2) üzerinden bir akim darbesi geçirilmesi; burada akimin içindeki manyetik referans
biti (2) ile ters yönde polarize olmus spinler manyetik referans bitinden (2)
saçtirilmakta ve manyetik depolaina birine (3) dogru ilerleyerek manyetik depolama
bitinde (3) spinlerle. ayni yön boyunca miknatislanma uygulamaktadir.
-y yönü (düzlem içi yönü) boyunca manyetik depolama bitindeki (3)m1knatislanma olan
sifirlanmaktadir (manyetik referans biti (2) önceden sifirlanmis ise bu adim
atlanmaktadir). Manyetik referans biti (2) sifirlandiktan sonra, kumanda kutusu ([6)
tarafindan üretilen bir akim darbesi Ta katmani olan referans elektrottan (1 l) Cu katmani
olan yazina metal elektrotuna (14) dogru (manyetik referans biti (2) içinden -z yönünde)
geçirilmekte; -y yönünde polarize olmus spinler manyetik referans bitinden (2)
saçilmakta ve -z yönü boyunca manyetik depolama bitine (3) dogru hareket etmekte ve
manyetik depolama bitinin (3) miknatislanmasini -y yönüne dogru degistirmektedir.
Manyetik bellek cihazi (1) ve kumanda kutusu (16) kullanilarak bir manyetik depolama
bitinin (3) bilgilerinin okunmasi yönteini asagidaki adimlari içermektedir:
okunacak manyetik depolama biti (3) ile temas halinde olan bir okuma metal
elektrotu (15) ve manyetik depolama bitinin (3) üzerine yerlestirilen bir manyetik
referans biti (2) ile temas halinde olan bir referans elektrot (l 1) seçilmesi,
- referans elektrottan (l 1), akimin inanyetik referans biti (2) ve manyetik depolama
bitinin (3) nispi oryantasyonuna bagli olarak yüksek veya düsük bir direnç degeri
verdigi okuma metal elektrotuna bir akim darbesi geçirilmesi,
- manyetik bitlerin direncinin algilanmasi,
- direncin önceden belirlenen bir degerden daha yüksek veya düsük olmasi halinde
direncin bu deger ile karsilastirilmasi yoluyla her bir bellek elemaninin ikili
durumunun manyetik bitlerin direnci temel alinarak belirlenmesi ve
o direnç söz konusu degerden daha düsük oldugu takdirde, manyetik
depolama biti (3) üzerindeki bilgilerin olarak algilanmasi,
o direnç söz konusu degerden daha yüksek oldugu takdirde, manyetik
depolama biti (3) üzerindeki bilgilerin “0” olarak algilanmasi.
Bir okuma islemiyani manyetik depolama bitlerinin (3) durumunun algilanmasi Dev
Manyetik Direnç (GMR) etkisi vasitasiyla gerçeklestirilmektedir, çünkü referans
katmani (9), depolama katmani (13) ile birlikte spin-valf yapisi olusturmaktadir. Sekil
3°te gösterildigi gibi, manyetik referans biti (2) ve manyetik depolama bitinden (3) akim
darbesi geçirilirken (dolayisiyla kumanda kutusu (16) tarafindan üretilen akim, referans
katmanindan (l 1), Ta, okuma metal elektrotuna (15), Cu, veya bunun tam tersi yönde
ilerlemektedir), kumanda kutusu (16) vasitasiyla manyetik bitlerin elektrik dirençlerinin
okunmasi, manyetik referans bitleri (2) ve manyetik depolama bitlerinin (3) nispi
oryantasyonuna bagli olarak yüksek veya düsük bir direnç degeri vermektedir. Örnegin,
iki bit (manyetik referans biti (2) ve manyetik depolama biti (3)) miknatislanma yönü
birbirlerine paralel oldugu takdirde, bu, manyetik depolama bitinin (3) durumunun “1”
oldugu anlamina gelmektedir ve kumanda kutusu (16) (ör. algilama devresi) tarafindan,
algilanan direncin kumanda kutusu ( 16) içindeki bellekte depolanan bir referans degeii
ile karsilastirilmasi yoluyla düsük bir direnç algilanmaktadir. Bitlerin direnci yüksek
oldugu takdirde (ki bu, algilanan direnç degerinin bellekte depolanan referans degerden
daha yüksek oldugu anlamina gelmektedir), manyetik depolama bitinin (3)
miknatislanmasi manyetik referans bitinin (2) miknatislanmasina terstir ve manyetik
depolama bitinde (3) depolanan bilgiler “0” olarak al gilanmaktadir.
Mevcut bulusun üç boyutlu bir çizimi; manyetik bit dizinleri (referans ve depolama) ile
birlikte elektrot oryantasyonlarinin gösteiildigi Sekil 5”te verilmektedir. Altinda
manyetik referans biti (2) dizinleri bulunan referans elektrot (l 1) yatay dizinlerinden
olusan bir katman, referans katinanini (9), RL, tanimlamaktadir. Yüksek spin hall açili
malzemeden yapilmis referans elektrotlar (11'), +x yönü boyunca ilerleyen manyetik
referans bitlerinin (2) üzerinde çizgiler olusturacak sekilde yerlestirilmekte olup, her biri
i”nin sira numarasi oldugu RLl-ri olarak etiketlenmektedir. Depolama katmani (13),
j°nin sütun numarasi oldugu SLI-cj etiketlerine sahip olan ve üstlerindeki manyetik
depolama biti (3) dizinleri ile +y yönünde hizalanmis olan okuma metal elektrotlari ( 14)
sütunlarindan olusmaktadir. Depolama katmanindaki (13) manyetik depolama bitleri
(3)', her bir bit, bilgi okumak veya yazmak için referans olarak kullanilan bir manyetik
referans bitinin (2) altina konumlandirilacak sekilde yerlestirilmektedir. Bu tasanmda
her bir bite; referans elektrotlarimn (11), yazma metal elektrotlarimn (14) ve okuma
metal elektrotlarinin (15) uygun seçimi ve ilgili elektrot sira ve sütun numaralari ile ricj
olarak etiketlenenerek bireysel olarak erisilebilmektedir. Örnegin, birinci depolama
katmanindaki (13) r1c2 bitine erismek için, bir güç kaynagina bagli bir elektronik Cihaz
(ör: bilgisayar veya telefon, tablet PC gibi bir akilli cihaz) içindeki kumanda kutusu (16)
tarafindan RL] -rl referans elektrotu ( seçilmekte ve bitin
okunmasi için kumanda kutusu (16) tarafindan olusturulan bir okuma akim darbesi bu
elektrotlarin içinden geçirilmektedir. Bu bite yazmak için, RLl-rl ve RLl-c2 elektrotlan
araciligiyla bir akim darbesi gönderilmektedir.
Sekil 67da, ayni manyetik bellek cihazinin (1) (Sekil Siteki) iki referans katman ve iki
depolama katmani ile kutu seklinde bir semasi gösterilmektedir. Bu çizim, Sekil 6”da
gösterilen tekrarlanabilir yiginin temelini olusturrnaktadir. Benzer sekilde, bir ikinci
depolama katmani (13), SLZ, elektrot ve bit dizini sütunlari ile bir birinci depolama
katmani (13), SLI, altina yerlestirilmektedir.
Sekil 6°da çoklu depolama katmanlarinm (13) yiginlanmasi gösterilmektedir. Sekil 63da
verilen bu iki depolama katmani (13) gösteriminde, her bir depolama katmani (13) ona
karsilik gelen bir referans katmanina (9) sahiptir. Bu tasanmdaki yazma ve okuma
islemlerini gösterebilmek için asagidaki örnekler verilmektedir:
- Islem: SL1`in rlcl birine “0” yazma;
o RLl-rl referans elektrotundan saga dogru bir akim geçirmek suretiyle r1 cl
referans bitini sifirla
o RLl-r1,den RLl-c1°e dogru bir yazma akim darbesi geçir
- Islem: SL17in r2c4 bitine “1 ” yazma;
o RL] -r2 referans elektrotundan saga dogru bir akim geçirmek suretiyle r2c4
referans bitini sifirla
o RLl-c4°ten RLl -r2° ye. dogru bir yazma akim darbesi geçir
- Islem: SL2- r1c4 bitine “”1 yazina;
o RL2-r1”den sola dogru bir akim geçirmek suretiyle RL2" yi sifirla
o SL2-c4`ten RL2-r1”ye dogru bir yazma akim darbesi geçir.
- Islem: SLl-rlcS bitini okuma;
0 RLl-r1”den SLI -c3°e bir okuma akim darbesi geçir
- Islem: SL2-r1c3 bitini okuma;
0 RL2-r1 ,den SLI -c3°e bir okuma akim darbesi geçir
Mevcut bulusun bir uygulamasinda, ikiden fazla depolama katmani (13) elde etmek için
Sekil Öida gösterilen iki depolama katmanindan (13) olusan yigin tekrarlanabilmektedir.
Bu uygulamada her bir yigin, bir baska yiginin üzerine baglanmakta olup, burada
birbirlerine bagli iki bitisik yiginin üstüne ve altina konumlandirilan referans katmanlari
(9) bir yalitim malzemesi (10) (ör. SiOz) ile izole edilmektedir. Tek sayili depolama
katmanlari (13), birinci depolama katmani (13) SLl ile benzer sekilde okunabilmekte
veya yazilabilmekte ve çift sayili depolama katmanlari (13), yukarida bahsi geçen ikinci
depolama katmani (13) SL2 ile benzer sekilde okunabilmekte veya yazilabilmektedir.
Mevcut bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, ikiden fazla depolama katmani (13)
elde etmek için Sekil 6”da gösterilen iki depo1ama katmanindan (13) o1usan yigin, Sekil
7`de gösterildigi gibi tekrarlanabilmektedir. Tasarim ayrica ikinci referans katmani (9)
RL2 ve üçüncü referans katmani (9) RL3 için bagli bir elektrot sistemi de içermektedir.
Bu uygulamada; bir üst yigin; üst yiginin alt kismina yerlestirilmis olan referans
elektrotlarimn (11) iki ucundan birinin, diger yiginin üst kismina yerlestirilmis olan
referans elekti'otlarinin (1 1) iki ucundan birine baglanmasi yoluyla olustuiulan ortak
referans elektrot (12) dizinleri araciligiyla üst yiginin altinda konumlandirilmis olan bir
baska yigma (veya daha fazla yigma) baglanmaktadir. RL3-r1”den sola dogru örnegin
kesisim noktasina dogru ve RL2-r1”den saga dogru giden bir akim darbesi, hem ikinci
referans katmani (9) RL2`yi hem de üçüncü referans katmani (9) RL37ü
sifirlayabi1mektedir.
Claims (1)
- ISTEMLER Her birinin üzerine yüksek bir spin-hall açili agir metal elektrot katmani (4) yerlestirilmis olan ve üzerine yüksek spin polarizasyonlu bir ferromanyetik malzemeden yapilmis bir üst katman (7) yerlestirilmis yumusak ferromiknatistan yapilmis bir ara katman (6) ile temas halinde olan yüksek spin polarizasyonlu ferromanyetik malzeineden yapilmis bir alt katman (5) içeren, manyetik nano- sütunlardan olusan birden çok sayida manyetik referans biti (2); her birinin üzerine uzun spin-difüzyon uzunluguna sahip metal elektrot katmani (8) yerlestirilmis olan ve üzerine yüksek spin polarizasyonlu bir ferromanyetik malzemeden yapilmis bir üst katman (7) yerlestirilmis yumusak ferromiknatistan yapilmis bir ara katman (6) ile temas halinde olan yüksek spin polaiizasyonlu bir ferromanyetik malzemeden yapilmis bir alt katman (5) içeren, mikron-alti boyutta manyetik nano-sütunlardan olusan birden çok sayida manyetik depolama biti (3) içeren ve iki referans katman (9) arasina yerlestirilen, i referans katmanlannin (9) 0 manyetik referans bitlerinin (2) yalitim malzemeleri (10) vasitasiyla birbirlerinden izole edildigi birden çok sayida manyetik referans biti (2) 0 inanyetik referans biti (2) dizinleri ile temas halinde olan birden fazla sayida referans elektrot (1 1) dizini içerdigi; i depolama katmanlannin (13) 0 manyetik referans biti (2) dizinlerine dik olan ve manyetik depolaina bitlerinin (3) yalitim malzemeleri vasitasiyla birbirilerinden izole edildigi birden fazla sayida manyetik depolama biti (3) dizini; 0 referans katmanlari (9) ile depolama katmanlari (13) arasinda konumlandirilan birden çok sayida yazma metal elektrot (14) dizini; 0 manyetik depolama biti (3) dizinleri ile temas halinde olan birden fazla sayida okuma metal elektrot ( 15) dizini içerdigi; iki depolama katmanindan olusan en az bir yi gin (13) ile karakterize edilen üç boyutlu bir manyetik bellek cihazi (1). . Yiginlarin birbirlerinin `uzerine bindigi ve söz konusu her bir yigimn manyetik olmayan bir yalitim malzemesi (10) ile yalitildigi, istem [deki gibi üç boyutlu manyetik bellek cihazi (1) Yiginin alt kismina yerlestirilmis olan referans elektrotlarin (1 1) diger yiginin üst kismina yerlestirilmis olan referans elektrotlara (1 l) baglanmasi yoluyla olusturulan ortak referans elektrot (12) dizinleri araciligiyla yiginlarin birbirlerine baglandigi, Istem ?deki gibi üç boyutlu manyetik bellek cihazi (1). . Üst katman (7) ve alt katmamn (5) kobalt demir bor (CoFeB) alasimindan olustugu, yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi üç boyutlu manyetik bellek cihazi Ara katmanin (6) nikel demir (NiFe) alasimmdan olustugu, yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi üç boyutlu manyetik bellek cihazi (1). . Agir metal elektrot katmaninin (4) yüksek spin-hall açili bir metal oldugu, yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi üç boyutlu manyetik bellek cihazi . Referans elektrotunun (1 l) agir metal elektrot katmani (4) ile ayni metal oldugu, Isem 6`daki gibi üç boyutlu manyetik bellek cihazi (1). Yüksek spin-hall açili metal elektrot katmanmin (4) Tantal (Ta) ve Platin7den (Pt) olusan bir gruptan seçilen bir agir metal oldugu, yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi üç boyutlu manyetik bellek cihazi (1). 9. Yalitim malzemesinin (10) Silikon Dioksit (SiOZ) oldugu, yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi üç boyutlu manyetik bellek cihazi (1). 10. Metal elektrot katmaninin (8) Bakir (Cu) oldugu, yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi üç boyutlu manyetik bellek cihazi (1). - Yazilacak manyetik depolama biti (3) ile temas halinde olan bir yazma metal elektrotu (14) ve sabit bir rmknatislanma yönüne sahip olan ve manyetik depolama bitinin (3) üzerine yerlestirilen bir manyetik referans biti (2) ile temas halinde olan bir referans elektrot (11) seçilmesi, - yazma metal elektrotundan (14) referans elektrota (l 1) manyetik referans biti (2) içinden bir akim darbesi geçirilmesi adimlarini içeren; manyetik referans biti (2) ile spin polarize olmus akimin spinlerinin manyetik depolama bitine (3) dogru yazma metal elektrotunun (14) içine nüfuz ettigi ve manyetik depolama bitinde (3) spinlerle ayni yön boyunca miknatislanma uyguladigi Istem 1 ila 3°ten herhangi birindeki gibi bir manyetik bellek cihazi (1) ku11ani1arak bir inanyetik dep01 ama bitine (3) yazma yöntemi. - Degistirilecek manyetik depolama biti (3) ile temas halinde olan bir yazma metal elektrotu (14) ve manyetik depolama bitinin (3) üzerine yerlestirilen ve sabit bir miknatislanma yönüne sahip olan bir manyetik referans biti (2) ile temas halinde olan bir referans elektrot (1 1) seçilmesi, - referans elektrottan (l 1) yazma meta1 e1ektrotuna (14) manyetik referans biti (2) araciligiyla bir akim darbesi geçirilmesi adimlarini içeren; maiiyetik referans biti (2) ile ters yönde polarize olan akim spinlerinin manyetik referans bitinden (2) manyetik depolama bitine (3) dogru saçildigi ve manyetik depolama bitinde (3) spinlerle ayni yön boyunca miknatislanma uyguladigi Istem 1 ila 3”ten herhangi birindeki gibi bir manyetik bellek Cihazi (1) kullanilarak bir manyetik depolama bitine (3) “0” yazina yöntemi. Manyetik referans bitinin (2) yönünün, akimin manyetik referans bitlerine (2) dogru ilerleyen bir saf spin akimi olusturdugu referans elektrotun (11) içinden bir akim darbesi geçirilmesi ve açisal momentumunun manyetik referans bitine (2) transfer edilmesi yoluyla sabitlendigi, Istem 1 1 ve 12”deki gibi yöntemler. - Okunacak manyetik depolama biti (3) ile temas halinde olan bir okuma metal elekti'otu (15) ve manyetik depolama bitinin (3) üzerine yerlestirilen bir manyetik referans biti (2) ile temas halinde olan bir referans elektrot (ll) seçilmesi, - referans elektrottan (1 l), akimin manyetik referans biti (2) ve manyetik depolama bitinin (3) nispi oryantasyonuna bagli olarak yüksek veya düsük bir direnç degeri verdigi okuma metal elektrotuna bir akim darbesi geçirilmesi, - manyetik hitlerin direncinin algilanmasi, - direncin önceden belirlenen bir referans degerden daha yüksek veya düsük olmasi halinde direncin referans deger ile karsilastirilmasi yoluyla her bir bellek elemaninin ikili durumunun belirlenmesi ve o direnç referans degerden daha düsük oldugu takdirde, manyetik depolama biti (3) üzerindeki bilgilerin “1” olarak algilanmasi, o direnç referans degerden daha yüksek oldugu takdirde, manyetik depolama biti (3) üzerindeki bilgilerin “0” olarak algilanmasi adimlarini içeren Istem 1 ila 3'ten herhangi birindeki bir manyetik bellek cihazi (1) kullanilarak bir manyetik depolama bitinin (3) bilgilerini okuma yöntemi.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TR2016/15482A TR201615482A1 (tr) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | Saf spi̇n akimlarina dayanan 3 boyutlu manyeti̇k bellek ci̇hazi |
| US15/782,854 US10079057B2 (en) | 2016-10-31 | 2017-10-13 | 3D magnetic memory device based on pure spin currents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TR2016/15482A TR201615482A1 (tr) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | Saf spi̇n akimlarina dayanan 3 boyutlu manyeti̇k bellek ci̇hazi |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TR201615482A1 true TR201615482A1 (tr) | 2018-05-21 |
Family
ID=62021758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TR2016/15482A TR201615482A1 (tr) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | Saf spi̇n akimlarina dayanan 3 boyutlu manyeti̇k bellek ci̇hazi |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10079057B2 (tr) |
| TR (1) | TR201615482A1 (tr) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102650546B1 (ko) | 2019-01-28 | 2024-03-27 | 삼성전자주식회사 | 자기 기억 소자 |
| US10559318B1 (en) | 2019-03-29 | 2020-02-11 | Headway Technologies, Inc. | Magnetic recording assisted by a single spin hall effect (SHE) layer in the write gap |
| US10580441B1 (en) | 2019-03-29 | 2020-03-03 | Headway Technologies, Inc. | Magnetic recording assisted by two spin hall effect (SHE) layers in the write gap |
| US11205447B2 (en) | 2019-08-21 | 2021-12-21 | Headway Technologies, Inc. | Reader noise reduction using spin hall effects |
| US10770104B1 (en) | 2019-09-06 | 2020-09-08 | Headway Technologies, Inc. | Alternative designs for magnetic recording assisted by a single spin hall effect (SHE) layer in the write gap |
| US10714136B1 (en) | 2019-09-06 | 2020-07-14 | Headway Technologies, Inc. | Alternative designs for magnetic recording assisted by two spin hall effect (SHE) layers in the write gap |
| JP2021048240A (ja) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | キオクシア株式会社 | 磁気メモリ |
| US10748562B1 (en) | 2019-11-12 | 2020-08-18 | Headway Technologies, Inc. | Third alternative design for magnetic recording assisted by one or two spin hall effect (SHE) layers in the write gap |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6693826B1 (en) | 2001-07-30 | 2004-02-17 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Magnetic memory sensing method and apparatus |
| US6940747B1 (en) | 2004-05-26 | 2005-09-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Magnetic memory device |
| US7652915B2 (en) | 2006-12-19 | 2010-01-26 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | High density spin torque three dimensional (3D) memory arrays addressed with microwave current |
| US7539047B2 (en) * | 2007-05-08 | 2009-05-26 | Honeywell International, Inc. | MRAM cell with multiple storage elements |
| JP4934582B2 (ja) | 2007-12-25 | 2012-05-16 | 株式会社日立製作所 | スピンホール効果素子を用いた磁気センサ、磁気ヘッド及び磁気メモリ |
| US7551469B1 (en) | 2009-01-05 | 2009-06-23 | Internationa Business Machines Corporation | Unidirectional racetrack memory device |
| US8164940B2 (en) | 2009-12-15 | 2012-04-24 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Read/write structures for a three dimensional memory |
| WO2013025994A2 (en) | 2011-08-18 | 2013-02-21 | Cornell University | Spin hall effect magnetic apparatus, method and applications |
| US9812202B2 (en) | 2012-12-26 | 2017-11-07 | Yemliha Bilal KALYONCU | Three dimensional opto-magnetic data storage system and method |
-
2016
- 2016-10-31 TR TR2016/15482A patent/TR201615482A1/tr unknown
-
2017
- 2017-10-13 US US15/782,854 patent/US10079057B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20180122460A1 (en) | 2018-05-03 |
| US10079057B2 (en) | 2018-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TR201615482A1 (tr) | Saf spi̇n akimlarina dayanan 3 boyutlu manyeti̇k bellek ci̇hazi | |
| Burr et al. | Overview of candidate device technologies for storage-class memory | |
| JP6280195B1 (ja) | 磁気メモリ | |
| Kryder et al. | After hard drives—What comes next? | |
| CN104995682B (zh) | 具有自旋霍尔mtj器件的交叉点阵列mram | |
| CN1758372B (zh) | 磁存储器 | |
| KR101202098B1 (ko) | 메모리 | |
| CN100541650C (zh) | 非易失性存储阵列和地址转换方法 | |
| TWI760510B (zh) | 記憶體裝置、用於提供所述記憶體裝置的方法以及三維可堆疊記憶體裝置 | |
| US20060092685A1 (en) | Storage apparatus | |
| CN104393169A (zh) | 一种无需外部磁场的自旋轨道动量矩磁存储器 | |
| CN110383461B (zh) | 磁存储器、磁存储器记录方法以及磁存储器读取方法 | |
| CN100550458C (zh) | 存储元件和存储器 | |
| CN103137855A (zh) | 存储元件和存储设备 | |
| KR20190120226A (ko) | 자기 메모리 및 자기 메모리의 기록 방법 | |
| WO2014205335A1 (en) | Bitcell wth magnetic switching elements | |
| US10290338B2 (en) | Tilted synthetic antiferromagnet polarizer/reference layer for STT-MRAM bits | |
| Parkin | Data in the fast lanes of racetrack memory | |
| CN102054524B (zh) | 信息存储元件及其驱动方法 | |
| JP2013197518A (ja) | 磁気トンネル接合素子および磁気メモリ | |
| CN102683581B (zh) | 一种电压可调的磁阻变随机存储单元及其随机存储器 | |
| CN102931342A (zh) | 一种霍尔自旋天平材料及元器件 | |
| US20190051338A1 (en) | Storage device, information processing apparatus, and storage device control method | |
| JP2009043848A (ja) | 磁気記録装置 | |
| CN113921051A (zh) | 一种磁性赛道存储单元 |