电场驱动磁翻转——面向未来的低耗能磁电信息器件

利用磁电耦合实现电场驱动磁翻转是多铁性材料领域的重要方向,有望用于大幅降低自旋电子学器件的能耗,并为解决日益增长的数据处理用电问题提供一种新方案。在过去几年,纯电控磁研究经历了曲折历程,取得一系列重要突破,包括纳米复合异质结构筑、应变耦合驱动电控180°磁翻转、界面磁交换耦合实现低电压驱动180°磁翻转,以及电场调控斯格明子磁性拓扑态等,为进一步开发超低能耗磁电存储或逻辑器件奠定了基础。文章聚焦于面向磁电信息器件的纯电场调控磁翻转,并简要回顾近十年来这一分支领域的发展历程和重要进展,梳理该领域目前所面临的问题并展望未来研究方向。     

高温度稳定性磁斯格明子的材料发现及性能调控

文章报道了阻挫型磁体Fe₃Sn₂中高温度稳定性磁斯格明子材料的发现以及利用电流实现斯格明子自旋手性翻转的一系列工作。作者首先基于合金化设计的思想,解决了晶体取向生长困难和易发生包晶反应这两个关键技术难题,生长出了高质量的Fe₃Sn₂单晶样品。通过原位洛伦兹电镜观测发现,该材料体系具有室温磁性斯格明子,并具有多种拓扑形态,而且在外部磁场作用下可以相互转化。作者进一步利用聚焦离子束(FIB)技术,采用空间几何受限方法,制备出了磁斯格明子单链排列的“赛道”纳米条带样品。实验发现,该样品中斯格明子可以在室温到630 K极宽温区内保持其尺寸及间距不变,这表明该材料中斯格明子具有极高的温度稳定性。在这些研究工作基础上,作者在“赛道”纳米条带样品中进一步实现了电流驱动的斯格明子自旋手性翻转。作者这一系列关于高温度稳定性磁斯格明子材料以及相关器件的探索工作,从材料和器件两个方面推进了磁斯格明子材料的实用化。     

物理学将又一次推动电脑技术创新——下一代存储器MRAM有望于2010年取代当前的传统内存

德国科学家8月19日在Physics Review ktters上发表论文,宣布开发出一种目前最佳的利用自旋极化电子流对磁比特进行超高速度赋值的技术.他们乐观地认为,利用这一技术将很快开发出无论存取速度或是存贮密度都可与常规存贮芯片媲美的磁随机存贮器(MRAM),并在2010年左右进入商业化生产.     

利用象平面内积的关联存储器

本文提出了一种通过多重成象系统直接利用象平面内积运算用实值函数简单地实现关联存储器的方法,文中分析了这种关联存储器的基本原理,并给出了实验结果。     

DNA随机存储器的设计

近年来,生物大分子在模拟计算领域的研究已经取得了很大的突破,无论是理论模型的研究,还是生化实验的验证,生物分子计算机正蓬勃地展现出它的无可限量的发展前景.DNA随机存储器的研究在整个生物分子计算机研究中是一个重要分支.DNA随机存储器以环状单链DNA分子为存储介质,以4种碱基(腺嘌呤adenine、鸟嘌呤guanine、胞嘧啶cytosine和胸腺嘧啶thymine)对信息进行编码;以DNA分子与各种生化酶(Nicking核酸内切酶、核酸外切酶、聚合酶)间的生化反应来模拟数据的读取和写入.     

生物光盘系统参数对输出信号的影响研究

以Hopkins光盘标量衍射理论为基础,建立了生物光盘系统理论分析模型,根据生物光盘的工作特点,研究了光学系统参数、传感单元尺寸参数对系统输出信号的影响。计算结果表明,为实现较高的传感灵敏度,理想情况下聚焦光斑直径与方形传感单元最佳长、宽的匹配关系需满足1：0．5665。选取数值孔径NA=0．07,高斯参数σ最佳取值为0．7,此时矩形传感单元最佳尺寸为4．3μm×4．3μm,并给出了理想情况下输出光功率最小值只与传感单元高度的线性关系。     

Si3.5Sb2Te3 Phase Change Material for Low-Power Phase Change Memory Application

Novel Si3.5Sb2Te3 phase change material for phase change memory is prepared by sputtering of Si and Sb2Te3 alloy targets. Crystalline Si3.5Sb2Te3 is a stable composite material consisting of amorphous Si and crystalline Sb2Te3, without separated Te phase. The thermally stable Si3.5Sb2Te3 material has data retention ability （10 years at 412K） better than that of the Ge2Sb2Te5 material （10 years at 383 K）. Phase change memory device based on Si3.5Sb2Te3 is successfully fabricated, showing low power consumption. Up to 2.2 × 107 cycles of endurance have been achieved with a resistance ratio lager than 300.     

二元氧化物绝缘层的溶液法制备及在阻变存储器中的应用

阻变存储器(RRAM)凭借可高度集成、可同时存储和运算、运行速率快、功耗低等特性,成为最具潜力的存储技术之一。因电学性能优良且与互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容性好,二元氧化物材料在RRAM的发展中具有重要意义。与传统绝缘层沉积工艺不同,溶液法制备绝缘层是先将前驱体溶液制成薄膜,再将薄膜通过不同的工艺转化为绝缘层。因此前驱体溶液种类以及转化工艺均对所制备的绝缘层的微观结构、化学组成和电学性能具有直接的影响。本文首先简要介绍了RRAM的发展历程及作用机制;其次综述了溶液法制备氧化物材料在忆阻器中的应用,重点围绕前驱体溶液组成、转化机理与所制备氧化物绝缘层结构性能关系对已报道的结果进行分析,最后阐述了溶液法制备绝缘层材料面临的关键问题并展望了其未来发展方向。     

有机和杂化阻变材料与器件

阻变存储器具有功耗低、微缩性好、可大规模三维堆积、与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容等诸多优势,可以满足高性能信息存储的关键要求。采用有机及杂化阻变材料作为存储介质构建器件,通过分子设计及合成策略不仅可实现器件的轻量化和柔性集成,还可以灵活地调控分子的电学特征以及器件的存储性能。本文全面综述了有机及杂化阻变材料与器件的最新进展,特别关注它们在电学性能调控和柔性存储性能方面的设计原则,并对有机及杂化阻变材料与柔性存储器件的当前挑战及未来发展前景进行了讨论。