Multischaal- en multifysica-modellering voor geavanceerde magnetische geheugens

De behoefte aan oplossingen voor digitale gegevensopslag is het afgelopen decennium exponentieel toegenomen met de opkomst van verbonden objecten op internet. Om deze groei te ondersteunen, is er een dringende behoefte om energie-efficiënte, betrouwbare en duurzame bouwstenen voor digitaal geheugen te ontwikkelen die verder gaan dan de huidige alomtegenwoordige Random-Access Memories (RAM). Dit project wil bijdragen aan deze uitdaging door de ontwikkeling van nieuwe generaties herinneringen te helpen. Deze nieuwe generaties verschillen van de klassieke RAM-geheugen; de gegevens worden niet langer opgeslagen als een elektrische lading of als stroom, maar door gebruik te maken van de intrinsieke spin van het elektron (spintronica) en het bijbehorende magnetische moment. Dergelijke geheugens, Magneto-resistive RAM (MRAM) genoemd, zijn momenteel het voorwerp van intensieve onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen en bieden de belofte om het stroomverbruik van de geheugenoperatie met ten minste 60% te verminderen ten opzichte van de huidige technologieën. ok veelbelovend, er is nog veel technologische ontwikkeling nodig om de technologie te optimaliseren. In deze herinneringen zijn verbeteringen gebonden aan het begrip van de fundamentele aspecten die materiaalinterfaces definiëren en aan het opstellen van ontwerpregels voor apparaten die een verbeterde efficiënte spinmanipulatie mogelijk maken Helaas is er weinig bekend over de factoren die de globale spinrespons op apparaatniveau aansturen.Het grootste probleem is dat er een ontbrekende schakel is tussen de macroscopische apparaatrealiteit, beheerst door continuüm formalismen, en atomistische realiteiten die worden beheerst door lokale interacties. Een goede verbinding van deze theorieën moet worden gelegd om de fysica te beschrijven die de volledige magnetische koppeling van meerlagige materialen regelt. Met dit voorstel willen we deze leemte opvullen door verbanden te leggen tussen materiaalsimulaties en de magnetisch gebaseerde formalismen die worden gebruikt om geheugens te modelleren om fundamentele relaties tussen materiaal, magnetische interface-eigenschappen en apparaatprestaties te bestuderen. nieuwe generatie MRAM.