Magnetische materialen en materialen met hoge permittiviteit voor spanningsgeconctroleerde magnetische anisotropie MRAM toepassingen

DRAM en SRAM beginnen hun limieten te bereiken in termen van performantie, in het bijzonder op vlak van energieverbruik. Een veelbelovende technologie ter vervanging van oude geheugenapparaten is magnetische RAM of MRAM waarin de bit is opgeslagen in magnetische lagen op nanoschaal. Doordat MRAM op magnetisme steunt om informatie op te slaan, is deze technologie niet-vluchtig waardoor geen externe energiebron nodig om de informatie te behouden. MRAM producten zijn al commercieel beschikbaar maar meer verbeteringen zijn nodig om het verbruik verder te verlagen. Een manier om dat te doen is het gebruik van materialen met spanningsafhankelijke magnetische anisotropie (VCMA). Door een spanning te zetten over een laag van zo'n materiaal wordt de energiebarrière om de informatie over te schrijven verlaagd wat het totale verbruik zou moeten verlagen. Het VCMA-effect is vandaag de dag nog slecht begrepen en meer ontwikkelingen zijn nodig om het effect sterkt genoeg te maken. Wat wel al geweten is, is dat VCMA een phenomeen is dat door oppervlakte-effecten veroorzaakt wordt, meer bepaald de transistieregio van een ferromagnetische laag naar een oxidelaag. Dit doctoraat begint met een studie van de nieuwste ontwikkelingen in VCMA-technologie. Na deze literatuurstudie worden veelbelovende VCMA-materialen gekozen om hun eigenschappen te karakteriseren. Daarna wordt onderzocht of ze gebruikt kunnen worden in magnetische tunneljuncties. Wanneer dit blijkt te werken, dan kunnen deze tunneljuncties geïntegreerd worden in de sub 1X nm-technologie. Dit werk zal gedaan worden in imec, Leuven.