缩小存储设备规模：基于螺旋磁铁手性的磁存储器

一组研究人员提出了一种基于磁体的存储设备的新概念，由于其大规模集成、非易失性和高耐用性的潜力，这可能会彻底改变信息存储设备。

他们的研究结果详情发表在 2024 年 3 月 7 日的《自然通讯》杂志上。

以磁性随机存取存储器（MRAM）为代表的自旋电子器件利用铁磁材料的磁化方向来存储信息。 由于其非易失性和低能耗，自旋电子器件很可能在未来的信息存储组件中发挥关键作用。

然而，基于铁磁体的自旋电子器件存在潜在的缺陷。 铁磁体在其周围产生磁场，从而影响附近的铁磁体。 在集成磁性器件中，这会导致磁位之间的串扰，这将限制磁存储密度。

该研究小组由东北大学材料研究所的 Hidetoshi Masuda、Takeshi Seki、Yoshinori Onose 等人以及东邦大学的 Jun-ichiro Ohe 组成，证明了称为螺旋磁体的磁性材料可用于磁存储器件，应解决磁场问题。

在螺旋磁体中，Atom磁矩的方向按螺旋排列。 螺旋的右手或左手性，称为手性，可用于记忆信息。 每个Atom磁矩感应的磁场相互抵消，因此螺旋磁体不会产生任何宏观磁场。 Masuda 表示：“基于螺旋磁体旋向性的存储设备，不受位之间的串扰，可以为提高存储密度铺平一​​条新途径。”

研究小组证明，手性存储器可以在室温下写入和读出。 他们制造了室温螺旋磁体 MnAu2 的外延薄膜，并证明了磁场下电流脉冲可实现手性（螺旋的右手性和左手性）的切换。 此外，他们制造了由 MnAu2 和 Pt（铂）组成的双层器件，并证明即使没有磁场，手性存储器也可以通过阻力变化来读出。

“我们已经发现了用于下一代存储设备的螺旋磁体中手性存储器的潜在能力；它可以提供高密度、非易失性和高度稳定的存储位，”Masuda 补充道。 “这有望导致未来的存储设备具有超高信息密度和高可靠性。”