Con la finalidad de impulsar los avances en la tecnología de dispositivos de almacenamiento de memoria para que contribuyan a un futuro más ecológico y eficiente, el Centro de Sistemas Electrónicos Integrados Innovadores (CIES) de la Universidad de Tohoku (Japón) ha logrado la potencia de escritura más baja del mundo para un tipo específico de dispositivo de almacenamiento de memoria. Este hallazgo contribuirá a la creación de electrónica de alto rendimiento y bajo consumo energético.
A medida que la tecnología avanza, aumenta la demanda de circuitos integrados (CI) de alto rendimiento que puedan mantener el ritmo. Los CI actuales tienen un amplio margen de mejora, ya que la memoria estática de acceso aleatorio (SRAM) y la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) consumen energía incluso en modo de espera.
Una posible solución que despierta un gran interés mundial son las memorias magnetorresistivas de acceso aleatorio (MRAM), que aprovechan las propiedades magnéticas para mantener un alto rendimiento sin consumir demasiada energía. En particular, la memoria magnetorresistiva de acceso aleatorio de espín-órbita-par (SOT-MRAM) tiene el potencial de reemplazar por completo a la SRAM.
Sin embargo, la SOT-MRAM necesita algunos ajustes, como mejorar su eficiencia energética a altas velocidades de escritura, además de eliminar la influencia magnética externa. Para abordar esto, en 2019, un equipo de investigación de la Universidad de Tohoku demostró una tecnología SOT-MRAM inclinada con escritura a alta velocidad de hasta 0,35 ns sin un campo magnético externo auxiliar.
Dispositivos SOT inclinados
El equipo de investigación continuó hasta la actualidad con esta investigación sobre la tecnología de diseño para la estructura y las propiedades magnéticas de los dispositivos SOT inclinados. En concreto, se centraron en el ángulo de inclinación del dispositivo SOT y la anisotropía magnética de la capa libre, utilizando simulación micromagnética para reducir la potencia de escritura.
Como resultado, lograron la potencia de escritura más baja del mundo, 156 fJ, en dispositivos SOT con inclinación de 75° fabricados mediante el proceso de oblea de 300 mm. Demostraron que estas celdas SOT-MRAM redujeron la potencia de escritura (0,35 ns de escritura sin campo) en un 35% en comparación con las tecnologías actuales de dispositivos SOT, manteniendo la estabilidad (factor de estabilidad térmica [E/kBT] de 70 y una alta relación TMR del 170%).
Estos logros pueden servir de guía para el desarrollo de SOT-MRAM inclinadas con bajo consumo de energía, alta velocidad y escritura sin campo, lo que las hace prácticas para aplicaciones comerciales. Con base en estos hallazgos, la adopción de SOT-MRAM contribuirá a la creación de electrónica de alto rendimiento y bajo consumo energético, lo que podría impulsarnos hacia una nueva era de avances tecnológicos.