Fachabteilungen > Abt. 2 Elektrizität > 2.5 Halbleiterphysik und Magnetismus > 2.52 Nanomagnetismus > Bitansteuerungsverfahren
Ballistische Bitansteuerung in MRAM
Arbeitsgruppe 2.52
Obwohl das ballistische Schalten der Magnetisierung in einzelnen Zellen in verschiedenen Experimenten nachgewiesen werden konnte treten bei der Übertragung auf eine MRAM-Zellenmatrix Probleme auf. Bei der Progammierung einer Zelle der Matrix werden immer alle Zellen entlang einer Zeile und Spalte der Matrix durch den Schaltpuls angeregt. Das Abklingen dieser Anregungen durch schwach gedämpfte 
Präzession kann wiederum einige Nanosekunden dauern, was die effektive Schreibrate des MRAM drastisch reduziert [1].
| Mit Hilfe eines in der PTB entwickelten und zum Patent angemeldeten Bitansteuerungsverfahrens kann diese Begrenzung der MRAM-Taktrate nun umgangen werden [2, 3]. Bei der so genannten „Ballistischen Bitansteuerung“ vermeidet man durch eine geschickte Wahl der zur Programmierung verwendeten Magnetpulse die magnetischen Anregungen in allen Zellen des MRAM praktisch vollständig. Die Pulse werden so gewählt, dass die Magnetisierung einer zu schaltenden Zelle eine halbe (180°) Präzessionsdrehung vollführt, während in der Zelle, deren Speicherzustand unverändert bleiben soll, eine volle (360°) Präzessionsdrehung stattfindet (Abbildung 6). In beiden Fällen ist die Magnetisierung nach Abschalten des Pulses im Gleichgewichtszustand und es treten keine magnetischen Anregungen mehr auf. |
| |
| Abbildung 6: Ballistische Bitansteuerung einer magnetischen Speicherzelle. Die zu programmierende Zelle durchläuft eine 180° Präzessionsdrehung (b), alle anderen Zellen eine 360° Präzessionsdrehung (c). |
Literatur:
[1] H. W. Schumacher, C. Chappert, R. C. Sousa, P. P. Freitas:
J. Appl. Phys. 97, 123907 (2005).
© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2011-11-17, Hans Harcken
Druckansicht, 
PDF