Исследование и расчёт характеристик магниторезистивной памяти на основе эффекта переноса спина Михайлов Алексей Павлович

Краткое описание

Михайлов, Алексей Павлович.
Исследование и расчёт характеристик магниторезистивной памяти на основе эффекта переноса спина : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.04 / Михайлов Алексей Павлович; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»]. - Долгопрудный, 2020. - 197 с. : ил.
Оглавление диссертациикандидат наук Михайлов Алексей Павлович
Введение
Глава 1. Основы магнитизма наноструктур
1.1 Ферромагнетизм в тонких пленках
1.1.1 Ферромагнетики
1.1.2 Магнитная анизотропия
1.1.3 Когерентное обращение намагниченности
1.2 Магнитный туннельный переход
1.2.1 Модель Жюлиера
1.3 Взаимодействия в наномагнетизме
1.3.1 Обменное взаимодействие РККИ
1.3.2 Ферро/антиферромагнитное обменное взаимодействие
1.4 Память в микроэлектронике
1.4.1 Энергозависимая память
1.4.2 Энергонезависимая память
1.4.3 Магниторезистивная память
Глава 2. Основы магнито-резистивной памяти
2.1 Хранение информации
2.1.1 Ключевая роль фактора температурной стабильности
2.1.2 Фактор температурной стабильности ячеек с различным направлением намагниченности свободного слоя
2.2 Считывание информации
2.2.1 Принципы операции считывания
2.2.2 Возмущения в запоминающем слое от прохождения спинового тока
2.3 Первое поколение MRAM
2.3.1 Stoner-Wohlfarth MRAM
2.3.2 Toggle MRAM
2.4 Второе поколение MRAM
2.4.1 Thermally Assisted MRAM
2.4.2 Spin-Transfer Torque MRAM
2.4.3 TA-STT MRAM
Глава 3. Моделирование ошибок работы памяти STT-MRAM
3.1 Программный код msmipt
3.1.1 Оптимизация производительности
3.2 Применение взвешенной регрессии для сокращения времени расчёта
3.2.1 Постановка задачи
3.2.2 Вычисление весов
3.2.3 Вычисление взвешенной регрессии
3.2.4 Заключение
3.3 Косвенный метод углубления расчёта ошибок
3.4 Моделирование стохастической динамики намагниченности
3.4.1 Постановка задачи
3.4.2 Параметры моделирования
3.4.3 Детерминированное переключение: моделирование при нулевой температуре
3.4.4 Моделирование ошибок записи/считывания
3.4.5 Моделирование температурной стабильности
3.4.6 Заключение
Глава 4. Экспериментальные методы получения параметров
композиции материалов ячеек памяти MRAM
4.1 Исследование зависимости характеристик композиции
материалов MRAM от температуры с помощью установки VSM
4.2 Исследование характеристик композиции материалов MRAM с помощью установки ФМР
4.2.1 Теоретические основы ФМР
4.2.2 Экспериментальное исследование ФМР
4.2.3 Экспериментальная установка ФМР
4.2.4 Техника измерений и обработка результатов
4.2.5 Заключение
Глава 5. Микромагнитное моделирование свойств MRAM
5.1 Моделирование, вычисление и экспериментальное определение
фактора температурной стабильности
5.1.1 Экспериментальные методы определения фактора
температурной стабильности ячейки памяти MRAM
5.2 Методы определения поля анизотропии формы ячейки памяти MRAM
5.2.1 Метод на основе расчёта кривой размагничивания
5.2.2 Метод на основе расчёта Ланжевеновской динамики и эффекте ферромагнитного резонанса
5.2.3 Метод на основе расчёта изменения энергетического
барьера под воздействием внешнего магнитного поля
5.3 Исследование устойчивости ячеек памяти MRAM к магнитному
полю произвольной направленности
5.3.1 Исследование влиянию внешнего магнитного поля на
ошибки записи ячеек памяти
Глава 6. Аналитическое исследование критических свойств
STT-MRAM на основе температурной зависимости свойств композиции материалов и размера ячеек
6.1 Анализ влияния температуры на основные параметры работы
ячеек памяти
6.1.1 Влияние температуры на способность ячеек памяти
хранить информацию
6.1.2 Влияние температуры на критический ток
6.1.3 Влияние температуры на ошибки записи и считывания
6.2 Влияние разброса ячеек по размерам на параметры ячеек памяти
Приложение А. Описание полученных по результатом исследований
патентов
А.1 Комбинированный элемент магниторезистивной памяти (варианты), способы считывания информации с элемента (варианты), способы записи информации на элемент (варианты) . .151 А.2 Сердечник катушки индуктивности (варианты)
А.3 Тонкоплёночный тороидальный сердечник с анизотропией
формы, катушка индуктивности и трансформатор, его содержащие
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Список рисунков
Список таблиц