Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geschwindigkeitsrekord für Magnetspeicher

18.08.2008
Ballistisches Schalten macht schnelle Speicher mit "Gedächtnis" möglich

In der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) konnte erstmals der physikalisch schnellstmögliche Schaltprozess einer magnetischen Speicherzelle realisiert werden.

Mit Hilfe dieses ballistischen Schaltprozesses könnten nichtflüchtige Magnetspeicher genauso schnell arbeiten wie die schnellsten flüchtigen Speicherbauteile. Die Ergebnisse des Experiments werden in der nächsten Ausgabe der Zeitschrift Physical Review Letters (am 22. August 2008) veröffentlicht.

Die heute üblichen schnellen Computerspeicherchips wie DRAM und SRAM haben einen entscheidenden Nachteil: Bei Unterbrechung der Stromversorgung gehen die darauf gespeicherten Informationen unwiderruflich verloren. Abhilfe könnte das MRAM schaffen - das Magnetic Random Access Memory. In einem MRAM wird die digitale Information nicht in Form elektrischer Ladung gespeichert, sondern über die Richtung der Magnetisierung in magnetischen Speicherzellen.

Die neueste Generation der MRAM basiert auf dem sogenannten Spin-Torque-Effekt. Er erlaubt die Richtung der Magnetisierung der Speicherzelle - und damit die Information "1" oder "0" - durch einen positiven oder negativen Strompuls durch die Zelle einzustellen und so den Speicher zu programmieren. Da Spin-Torque-MRAM auch eine sehr hohe Speicherdichte versprechen, wird weltweit intensiv an ihrer Entwicklung gearbeitet.

Ein Strompuls durch eine Spin-Torque-Speicherzelle bewirkt eine Kreiselbewegung der Magnetisierung, die sogenannte Präzession. Zum zuverlässigen Umschalten der Magnetisierung - und damit zum Programmieren des magnetischen Bit - mussten bislang stets mehrere dieser Präzessionsumdrehungen durchlaufen werden. Entsprechend dauert die Programmierung eines magnetischen Bit in einem heutigen MRAM-Prototyp etwa 10 ns.

In dem PTB-Experiment konnte nun gezeigt werden, dass die Magnetisierung der Speicherzelle schon durch eine einzige Präzessionsumdrehung zuverlässig umgekehrt werden kann. Somit konnte der physikalisch schnellstmögliche Spin-Torque-Schaltvorgang realisiert werden. Im Experiment wurde dieses sogenannte ballistische Schalten der Magnetisierung durch geschickte Wahl der Parameter des Strompulses in Kombination mit einem leichten statischen Magnetfeld erreicht.

Durch ballistisches Schalten könnten zukünftige Spin-Torque-MRAM mit Strompulsen von deutlich unter einer Nanosekunde programmiert werden. Damit hätte man einen nichtflüchtigen Speicherchip mit hoher Speicherdichte zur Verfügung, der in der Taktrate mit den schnellsten flüchtigen Speicherbauteilen, den SRAM, konkurrieren könnte.

Die Originalveröffentlichung:
Quasi-ballistic spin torque magnetization reversal
S. Serrano-Guisan, K. Rott, G. Reiss, J. Langer, B. Ocker, and H. W. Schumacher
Physical Review Letters 33 (2008)
Kontakt:
Dr. Hans Werner Schumacher, PTB-Arbeitsgruppe 2.53 Niedrigdimensionale Elektronensysteme, Tel:(0531) 592-2414, E-Mail: hans.w.schumacher@ptb.de

Erika Schow | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala
20.04.2018 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht Licht macht Ionen Beine
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics