Torque de transferencia de giro


El par de transferencia de espín ( STT ) es un efecto en el que la orientación de una capa magnética en una unión de túnel magnético o válvula de espín se puede modificar utilizando una corriente polarizada por espín.

Los portadores de carga (como los electrones) tienen una propiedad conocida como espín , que es una pequeña cantidad de momento angular intrínseco al portador. Una corriente eléctrica generalmente no está polarizada (consiste en un 50% de electrones de giro hacia arriba y un 50% de electrones de giro hacia abajo); una corriente polarizada de espín es aquella con más electrones de cualquier espín. Al pasar una corriente a través de una capa magnética gruesa (generalmente llamada "capa fija"), se puede producir una corriente polarizada por espín. Si esta corriente polarizada por espín se dirige a una segunda capa magnética más delgada (la "capa libre"), el momento angular se puede transferir a esta capa, cambiando su orientación. Esto se puede utilizar para excitar oscilaciones .o incluso cambiar la orientación del imán. Los efectos generalmente se ven solo en dispositivos a escala nanométrica.

El par de transferencia de giro se puede usar para voltear los elementos activos en la memoria magnética de acceso aleatorio. La memoria magnética de acceso aleatorio con torque de transferencia de espín (STT-RAM o STT-MRAM) es una memoria no volátil con un consumo de energía de fuga cercano a cero, lo que es una gran ventaja sobre las memorias basadas en carga como SRAM y DRAM . STT-RAM también tiene las ventajas de un menor consumo de energía y una mejor escalabilidad que la memoria magnetorresistiva de acceso aleatorio (MRAM) convencional que utiliza campos magnéticos para voltear los elementos activos. [1]La tecnología de torsión de transferencia de espín tiene el potencial de hacer posibles los dispositivos MRAM que combinan requisitos de baja corriente y costo reducido; sin embargo, la cantidad de corriente necesaria para reorientar la magnetización es actualmente demasiado alta para la mayoría de las aplicaciones comerciales, y la reducción de esta densidad de corriente por sí sola es la base de la investigación académica actual en electrónica de espín. [2]

Hynix Semiconductor y Grandis formaron una sociedad en abril de 2008 para explorar el desarrollo comercial de la tecnología STT-RAM. [3] [4]

El 1 de agosto de 2011, Grandis anunció que Samsung Electronics lo había comprado por una suma no revelada. [6]

En 2011, Qualcomm presentó una STT-MRAM integrada de 1 Mbit, fabricada con la tecnología LP de 45 nm de TSMC en el Simposio sobre circuitos VLSI . [7]


Un modelo simple de torque de transferencia de giro para dos capas antialineadas. La corriente que sale de la capa fija está polarizada por espín. Cuando llega a la capa libre, la mayoría de los giros se relajan en estados de menor energía de giro opuesto, aplicando un par de torsión a la capa libre en el proceso.
Un diagrama esquemático de una válvula giratoria/unión de túnel magnético. En una válvula giratoria, la capa espaciadora (púrpura) es metálica; en una unión de túnel magnético es aislante.