Electrónica: memorias magnéticas en el camino correcto

Caminos para la conmutación de una capa
magnética en un dispositivo de STT-MRAM,
dependen de la alineación relativa de las
dos capas en el dispositivo.

Una investigación sobre las características de conmutación ofrece nuevos criterios para lograr una conmutación más rápida de memorias magnéticas.

Discos duros de computadoras almacenan datos dirigiéndose por escrito información magnética en sus superficies. En el futuro, los efectos magnéticos también pueden utilizarse para mejorar la memoria activa en ordenadores, eliminando potencialmente la necesidad de "arrancar" un ordenador. 

Una forma de lograr esto es a través de una tecnología de memoria conocido como STT-MRAM que utiliza la información almacenada en un par de capas magnéticas delgadas.

Mediante la realización de cálculos, Chee Kwan Gan y sus colegas del Instituto de A * STAR of High Performance Computing han propuesto formas de mejorar la memoria STT-MRAM través de la identificación de opciones de diseño para alcanzar velocidades de conmutación más rápida, y por lo tanto velocidad más rápida de escritura.

En los dispositivos de STT-MRAM, la orientación relativa de los campos magnéticos en las dos capas delgadas determina la resistencia eléctrica que experimenta una corriente que fluye a través del dispositivo. Si la magnetización de las dos capas están alineadas en la misma dirección, entonces la resistencia eléctrica será menor que cuando las capas tienen diferentes alineaciones magnéticas.

Poner el aparato entre los diferentes estados magnéticos - que corresponde a escribir la información en la memoria - que se logra por electrones cuya propiedad magnética, el giro, se alinea en una dirección. Colectivamente, estos electrones son capaces de cambiar la dirección de la magnetización en una de las capas. El tiempo que se tarda en cambiar la dirección magnética depende de varios factores, incluyendo la orientación relativa inicial de los campos magnéticos en las dos capas. La magnetización de la capa de conmutación puede seguir varios caminos complejos durante el proceso de conmutación.

En experimentos previos, se encontró el proceso de cambio que depende de dos parámetros. Utilizando su modelo computacional, los investigadores podrían centrarse en un parámetro - el término menos estudiado –field-like' - que da cuenta de la orientación relativa de los campos magnéticos en ambas capas. La fuerza de este término depende de varios factores, tales como la geometría del dispositivo y los materiales utilizados.

Los cálculos realizados por los investigadores muestran que, para los dispositivos con un fuerte mandato de field-like, hay mayor potencial para reducir los tiempos de conexión de los dispositivos en los que el término field-like es insignificante. Gan explica que este descubrimiento ayudará al desarrollo de mejores dispositivos STT-MRAM. "Nuestros resultados motivarán a los experimentadores a fabricar dispositivos con términos de field-like  fuertes", dice Gan.

Además, se necesita una mejor comprensión del origen del término field-like, añade Gan. "Aunque el efecto de la expresión de field-like se ha confirmado experimentalmente e investigado en este trabajo a través de simulaciones, es importante para entender sus orígenes físicos con el fin de mejorar el diseño del material."