基于自旋轉(zhuǎn)移矩的磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器（Spin Transfer Torque-Based Magnetoresistance RAM,STT-MRAM）具有非易失性、快速寫入、可無(wú)限擦寫等優(yōu)點(diǎn),有望成為下一代低功耗通用存儲(chǔ)器;相比于STT-MRAM,基于自旋軌道矩的磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器（Spin Orbit Torque-Based MRAM,SOT-MRAM）以其更低的寫入電流、更快的寫入速度、更好的兼容性等優(yōu)勢(shì)將取代STT-MRAM成為第三代存儲(chǔ)器。近年來(lái)STT-MRAM商用芯片的問(wèn)世大大推動(dòng)了這類磁性存儲(chǔ)器件的研究與應(yīng)用,SOT相關(guān)效應(yīng)的研究對(duì)未來(lái)磁性存儲(chǔ)等自旋電子學(xué)器件的發(fā)展,打破我國(guó)磁性存儲(chǔ)芯片純進(jìn)口、技術(shù)被壟斷的現(xiàn)狀具有重要意義。本論文主要研究了一類重金屬層/鐵磁層/氧化絕緣層的磁性多層膜結(jié)構(gòu)中SOT相關(guān)效應(yīng),研究?jī)?nèi)容主要包括:（1）研究了Ta/CoFeB/MgO結(jié)構(gòu)中的磁化翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。采用磁控濺射制備了具有垂直各向異性的Ta/CoFeB/MgO薄膜,并對(duì)其在不同溫度條件下進(jìn)行退火;通過(guò)施加脈沖電流測(cè)量了樣品霍爾器件的反常霍爾效應(yīng),得到了樣品磁化翻轉(zhuǎn)的相關(guān)圖像。樣品退火后實(shí)現(xiàn)完全磁化翻... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

磁存儲(chǔ)面密度的發(fā)展進(jìn)程

的記錄模式主要有四種：（1）水平記錄模式[2, 3]：介質(zhì)的磁化且沿著磁道；（2）垂直記錄模式：介質(zhì)的磁化方向垂直于盤面式：介質(zhì)的磁化方向在磁盤面內(nèi)且與磁頭的運(yùn)動(dòng)方向垂直；（：介質(zhì)的易磁化方向與盤面成一定的角度（例如 45°角）。在這磁記錄由于受到技術(shù)限制沒(méi)有得到廣泛的研究，而以前占主流也由于受到記錄介質(zhì)的超順磁效應(yīng)以及磁頭讀寫能力的限制，提升，水平磁記錄的記錄面密度已經(jīng)停留在 150 ~ 200 Gbit/in直磁記錄方式逐漸取代水平磁記錄方式成為了磁記錄技術(shù)研究 給出了水平磁記錄和垂直磁記錄裝置的示意圖，可以看到磁記部件包括：讀磁頭、寫磁頭以及記錄介質(zhì)。磁記錄介質(zhì)主要負(fù)般來(lái)說(shuō)存入的信息至少需要能夠保持 10 年，這樣就需要磁記矯頑力以抵抗外界環(huán)境對(duì)磁性單元的影響，從而保證信息不會(huì)磁頭需要能夠提供足夠強(qiáng)大的磁場(chǎng)才能夠?qū)⑿枰鎯?chǔ)的信息就是改變磁性存儲(chǔ)單元的磁化狀態(tài)。

州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 Ta/CoFeB/MgO 結(jié)構(gòu)中自旋軌道矩相關(guān)效應(yīng)的研究技術(shù)成熟等特點(diǎn)，目前仍然是最為安全、可靠、低成本的存儲(chǔ)技術(shù)，并且一直據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)市場(chǎng) 90%以上的份額。圖 1-3 展示了臺(tái)式電腦 HDD 硬盤的內(nèi)部結(jié)，可以看到主要包含前文中提及的磁記錄的核心部件：磁盤 (記錄介質(zhì))和磁頭寫磁頭)，以及主軸馬達(dá)、促動(dòng)器 (音圈馬達(dá)) 和一些機(jī)械輔助裝置，因此這類盤也叫做機(jī)械硬盤。讀寫信息時(shí)，主軸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)磁盤高速旋轉(zhuǎn)，音圈馬達(dá)帶動(dòng)頭臂在磁盤徑向運(yùn)動(dòng)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)在磁盤上任意位置讀寫信息。不難想象，樣的讀寫原理導(dǎo)致讀寫速度直接與磁盤的轉(zhuǎn)速掛鉤，因此讀寫速度是機(jī)械硬盤主要弊病之一；同時(shí)，由于眾多的機(jī)械設(shè)計(jì)，工作時(shí)的噪音、發(fā)熱以及機(jī)械部的抗震性能、使用壽命也是機(jī)械硬盤有待解決的問(wèn)題。


本文編號(hào)：2970072