Команда использовала инновационный материал тулий-железный гранат (TmIG), известный своей способностью быстро и стабильно изменять магнитное состояние при низком потреблении энергии. Работа опубликована в журнале npj Spintronics.
Бурный рост генеративного искусственного интеллекта резко увеличил энергопотребление центров обработки данных. Это создаёт запрос на новые типы памяти, которые сочетают скорость, долговечность и энергоэффективность.
Одним из перспективных направлений считается технология вращательно-орбитального крутящего момента (SOT) — метод записи данных, который управляет ориентацией магнитов не магнитным полем, а электрическим током. Это делает MRAM быстрее и экономичнее по сравнению с традиционными решениями.
«SOT может стать ключом к решению проблемы энергетического голода центров обработки данных», — поясняет доцент Наото Ямасита, автор исследования.
«Тулий-железный гранат (TmIG) особенно интересен, поскольку способен генерировать SOT при нанесении слоя платины и подаче тока — это делает его крайне перспективным материалом для будущих MRAM».
Главная сложность TmIG заключалась в том, что для работы требовались высококачественные тонкие плёнки, производство которых раньше было дорогостоящим и сложным. Команда Ямаситы решила эту проблему, применив промышленно применимый метод осевого распыления — процесса, при котором атомы материала выбиваются и осаждаются на подложке слой за слоем.
Используя этот подход, исследователи нанесли трёхнанометровый слой платины на TmIG и показали, что изменение магнитной ориентации возможно при минимальном токе — 0,7 × 10¹¹ А/м², что сопоставимо с результатами традиционных методов, но при гораздо меньших затратах.
Новая технология открывает путь к созданию массово производимой MRAM нового поколения — памяти, способной работать быстрее, при этом потребляя меньше энергии и не теряя данные без подачи питания.
«Наши результаты приближают момент, когда устройства на основе MRAM смогут стать стандартом для энергоэффективных вычислений», — отмечает Ямасита.
«Мы уже разрабатываем прототипы, и наша цель — внести вклад в создание более устойчивого информационного общества».
MRAM, созданная на основе TmIG, может стать альтернативой DRAM и флеш-памяти, особенно в областях, где энергоэффективность критична — от серверов ИИ до мобильных устройств и интернет-инфраструктуры.
Если технология перейдёт к коммерческому производству, она станет частью следующего поколения «зелёных» вычислений — где устойчивость, скорость и производительность объединены в одном кристалле.
Источник: https://phys.org/news/2025-10-method-energy-efficient-memory-devices.htmlЕсли вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
