Магнитная оперативная память

Основная статья: MRAM

Использование спинового клапана в MRAM. 1 Спиновый клапан в качестве ячейки памяти (стрелки обозначают наличие ферромагнитных слоёв). 2 Линия строки. 3 Линия столбца. Эллипсы со стрелками обозначают силовые линии магнитного поля вокруг линий строки и столбца во время прохождения электрического тока в них.

Ячейка магниторезистивной оперативной памяти (англ. Magnetic Random Access Memory, MRAM) состоит из структуры, подобной сенсору на спиновом клапане. Значение хранимого бита может кодироваться направлениемнамагниченности в сенсорном слое, в данном случае выступающем в качестве носителя информации. Считывание происходит путём измерения сопротивления структуры. Преимущества подобной технологии состоят в независимости от источников питания^{[К 2]}, низком энергопотреблении и высоком быстродействии^[26].

В типичным блоке памяти на основе магниторезистивного эффекта, хранящем один бит информации, ГМС-структура формата CIP размещается между двумя проводниками, ориентированными перпендикулярно по отношению друг к другу. Эти проводники называются линиями строк и столбцов. Импульсы электрического тока, проходящие через линии, генерируют вихревое магнитное поле, которое воздействует на ГМС-структуру. Контуры силовых линий поля по форме близки к эллипсам, а направление поля (по или против часовой стрелки) определяется направлением тока по линии. При этом используется ГМС-структура, Намагниченность внутри которой ориентирована вдоль линии строки.

Таким образом, направление поля, создаваемого линией столбца, направлено практически параллельно магнитным моментам, и оно не может их развернуть. Линия строки создаёт поле перпендикулярное им и вне зависимости от величины поля может повернуть намагниченность только на 90°. При одновременном прохождении импульсов по линиям строк и столбцов суммарное магнитное поле в месте расположения ГМС структуры будет направлено под острым углом по отношению к одним моментам и под тупым по отношению к другим. Если величина поля превысит некоторую критическую величину, последние изменят своё направление.

Применяются различные схемы хранения и считывания информации из описанной ячейки. В одной из них информация хранится в движимом слое структуры. Тогда операция чтения определяет, изменилось ли сопротивление структуры при приложении магнитного поля. При этом считанный бит стирается, и его нужно записать в ячейку вновь. В другой схеме информацию хранит фиксированный слой, что требует бо́льших токов для записи по сравнению с токами считывания^[53].

На сегодняшний день в случае MRAM гигантский магниторезистивный эффект уступил место туннельному^[54]. В подобных структурах также необходимы вентильные элементы, предотвращающие блуждающие токи между ячейками памяти. Таким вентильным элементом может быть МОП-транзистор, к стоку которого подключается ГМС-структура, к истоку — заземление, а к затвору — одна из линий, служащих для считывания^[55].

Дата добавления: 2015-06-26