反铁磁存储器实现千兆赫兹高速操作新突破

军工资源网 2025年09月03日

东北大学与日本国家材料科学研究所合作,在反铁磁存储器领域取得重要进展。研究团队利用手性反铁磁材料Mn3Sn制作纳米级器件,首次实现无需外部磁场的千兆赫兹高速存储操作。该项研究成果已发表于《科学》期刊。示例布局和测量系统

实验采用电流诱导反铁磁结构相干旋转的技术路径,成功实现0.1纳秒电流脉冲的高效切换。该切换速度超越所有铁磁存储器件,并在千次测试循环中保持零差错记录。研究人员Yutara Takeuchi表示:"在零磁场环境下,使用0.1纳秒电流脉冲实现千次无差错切换,这是铁磁体无法达到的性能指标。"

理论分析表明,反铁磁优势源于其独特的二维旋转机制。与传统铁磁体的三维进动运动不同,手性自旋结构通过有效惯性质量实现更稳定的转换动力学。项目主管深见俊介强调:"本研究首次证明反铁磁体可实现铁磁体无法完成的功能。"

这项突破为下一代半导体存储器技术开辟了新路径。通过消除外部磁场需求并实现超低功耗切换,反铁磁存储器有望推动高性能计算设备的发展。研究人员表示,该技术未来可应用于自旋电子学存储器和逻辑器件领域。

更多信息: Yutaro Takeuchi 等人,手性反铁磁体的电相干驱动,Science (2025)。期刊信息: Science


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