國際團(tuán)隊成功開發(fā)出5nm存儲元器件

據(jù)科技日報和物理學(xué)家組織網(wǎng)，華中科技大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)和美國加州大學(xué)伯克利分?？蒲腥藛T組成的國際團(tuán)隊，開發(fā)出小于7納米的新型存儲元器件——平均直徑為5納米的磁鐵。由于尺寸小、熱穩(wěn)定性高，以及可以應(yīng)用于簡單的自組裝工藝制造，這種納米磁鐵被認(rèn)為是下一代存儲器件具有超高密度和低功耗的關(guān)鍵。相關(guān)論文發(fā)表在最近一期《應(yīng)用物理快報》上。

以前的研究已經(jīng)演示了幾個不同種類的個位數(shù)納米結(jié)構(gòu)，然而到目前為止，用于制造這些結(jié)構(gòu)的所有技術(shù)都涉及復(fù)雜且昂貴的圖案化工藝，例如光刻和離子束蝕刻。而在此項新研究中，納米磁鐵可以進(jìn)行自組裝，只涉及簡單的濺射工藝，不需要任何納米級圖案化加工工藝。

論文作者之一、華中科技大學(xué)的洪炯明認(rèn)為，這項研究最重要的部分是展示了具有良好熱穩(wěn)定性的亞5納米存儲單元，這項研究是未來自旋轉(zhuǎn)移力矩隨機(jī)存取存儲器（STT MRAM）應(yīng)用的關(guān)鍵組成部分?！拔覀儾捎米越M裝方法制造5納米磁晶粒用于信息存儲，無需進(jìn)行納米級加工”。

納米磁鐵由鐵鉑顆粒組成，每個納米磁鐵都有兩個磁化方向。這兩個磁化方向?qū)?yīng)于磁隧道結(jié)的兩種狀態(tài)（并聯(lián)和反并聯(lián)），并形成非易失性存儲單元的基本組建模塊。研究人員利用最先進(jìn)的高聚焦自旋探頭，證明了由于自旋轉(zhuǎn)移力矩，施加的電流可以切換單個納米磁鐵的磁化強(qiáng)度。

鑒于超小型納米磁鐵具有高熱穩(wěn)定性，存儲器的數(shù)據(jù)保留時間可以超過10年。目前，該團(tuán)隊正致力于研究以可靠的方式來控制設(shè)備尺寸。

納米磁鐵已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用于核磁共振成像、水處理、生物化學(xué)和電子等多個領(lǐng)域，更有望刷新下一代存儲器件的密度與能耗紀(jì)錄?，F(xiàn)在，科學(xué)家開發(fā)出5納米磁晶粒用于信息存儲，而未來信息領(lǐng)域的中心問題，其實(shí)就是存儲——只有存儲容量的不斷增大，才能滿足信息社會高速發(fā)展的需要。