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磁电存储器提高了数据存储的效率

编辑:博阳新科技 发表时间:2017-6-5

磁电存储器加快工作效率

今天的电脑提供了极大数据密度的大量信息存储,但写入和检索这些信息花费了大量的精力。超过99%的信息存储和处理消耗的能量被浪费在热量的形式之中,令人头疼,仍然没有减轻。来自法国和俄罗斯的一组研究人员已经开发出一种磁电随机存取存储器,其具有将室内温度读取操作的功率效率提高的潜力,从而将散热量减少数量级。该研究可以帮助生产诸如即时笔记本电脑,近零消耗闪存驱动器和需要更少空调的数据存储中心等设备。

研究小组本周在的应用物理学报上报告了他们的研究结果。数十亿个晶体管现在可以在一个尺寸为一角的空间中刻蚀到单个芯片上,但是在某些时候,使用相同的空间可以增加这个数量以获得更好的性能是不可能的。这些纳米级晶体管的绝对密度与现在必须解决的量子级相互作用相互转换成更多的不必要的热量。在过去的几年中,研究已经加剧了探索电子的磁性,被称为磁电效应。这种通常在称为自旋电子学的研究领域感兴趣的效应利用了电子的旋转,而不是其电荷。旋转可以使用更少的能量在较小尺寸的尺寸下进行操作。

大多数努力集中在减少磁存储器中写入操作的能量,因为这些操作通常比读取操作使用更多的能量。2010年,同一个法国和俄罗斯的团队表明,磁电存储器单元中的磁弹性材料和压电材料的组合可以使写入过程所需能量减少100倍。在研究人员的最新文章中,他们表明,同样的电磁原理也可以用于具有超低能耗的读取操作。本文的合着者和研究人员说我们专注于本文中的读取操作,因为磁能系统中写入能量的潜力非常低,意味着读取操作的能量输出现在将更高。

来自法国里尔电子,微电子和纳米技术研究所研究所的国家科学技术中心的科学家。研究人员的存储单元的核心是通过机械耦合两种材料的性质相结合。磁性合金一种基于铽钴和另一种基于铁和钴的组合厚度为几纳米的材料堆叠在一起。合金形成磁弹性纳米复合材料,其磁自旋与机械应力反应。然后将这些合金放置在由弛豫铁电体组成的压电衬底上,外露材料在暴露于电场时会改变其形状或尺寸。这些材料一起构成多铁异质结构,其中通过施加电压使磁性能的控制成为可能。

俄罗斯科学院普罗霍罗夫普罗霍罗夫通用物理研究所研究中心的另一位合着者说纳米复合多层在室温下提供了强大的磁电相互作用。这种相互作用是通过电场控制磁状态的基本机制,磁电存储器的这一特征是其超低功耗的起源。

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