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基于溅射BiSb的垂直磁隧道结中自旋轨道矩增强及其在神经形态计算中的应用
Enhancement of spin–orbit torque in sputtered BiSb-based perpendicular magnetic tunnel junctions for neuromorphic computing applications
De Boeck · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
拓扑绝缘体因其高效产生自旋轨道矩（SOT）的潜力，在低功耗磁阻随机存取存储器中具有重要前景。本研究将BiSb集成至垂直磁隧道结（pMTJ）中，实现高效的SOT翻转。通过优化BiSb厚度并引入Ta缓冲层，阻尼类SOT效率提升三倍，开关电流降低60%。X射线衍射表明，随着BiSb厚度增加，晶体质量改善，有助于增强自旋电流生成。所制备的BiSb-pMTJ展现出渐进式长时程增强/抑制及脉冲电流下的S型电阻调控等关键神经形态功能。基于实验提取的器件特性构建三层人工神经网络，实现了高精度手写数字识别。
解读: 该BiSb基自旋轨道矩磁隧道结技术对阳光电源储能系统具有前瞻性应用价值。其低功耗、高效能的神经形态计算特性可应用于：1）PowerTitan储能系统的智能BMS芯片，通过片上AI实现电池状态实时预测，功耗降低60%可延长备用电源续航；2）iSolarCloud边缘计算节点，利用其渐进式学习特性实现本...
一种用于室温下垂直磁隧道结器件确定性翻转的无磁场高效写入脉冲方案
A Field-Free and Power-Efficient Write Pulse Scheme for Deterministic Switching in Perpendicular Magnetic Tunnel Junction Devices at Room Temperature
Jie Liu · Pingfan Ning · Delin Zhang · Pingjuan Niu 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
摘要：采用包含重金属（HMs）和拓扑绝缘体（TIs）作为自旋源材料的垂直磁化磁隧道结（p - MTJs），在自旋转移矩（STT）或电压控制磁各向异性（VCMA）的辅助下实现无场确定性切换。反铁磁体和过渡金属二硫属化物（TMDs）也是无场切换自旋源材料的可选方案。通过修正的朗道 - 栗弗席兹 - 吉尔伯特（LLG）方程建立的单畴紧凑模型，描述了上述不同自旋轨道矩（SOT）通道材料在输入不同写入脉冲方案后的动力学特性。切换时间和功耗与写入脉冲方案中脉冲宽度和幅度参数的变化之间存在显著的相关性。尖峰形...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于垂直磁隧道结（p-MTJ）无外场确定性开关技术的研究，为我们在储能系统和智能控制领域的产品升级提供了潜在的技术路径。该技术通过自旋轨道矩（SOT）、自旋转移矩（STT）和电压控制磁各向异性（VCMA）的协同作用，实现了室温下的低功耗磁性存储开关，其86%以上的功耗和...