Révolution dans la mémoire informatique : Des puces MRAM plus rapides et ultra-économes en énergie

Breakthrough MRAM chips deliver faster, ultra-efficient computer memory

Révolution dans la mémoire informatique : Des puces MRAM plus rapides et ultra-économes en énergie

Une avancée majeure dans la technologie MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) promet une mémoire informatique plus rapide et ultra-efficace. Développée par des scientifiques de l'Université d'Osaka, cette innovation utilise des champs électriques plutôt que des courants pour réduire considérablement la consommation d'énergie tout en conservant les données sans alimentation.

La MRAM se distingue déjà par sa capacité à retenir les données sans courant et sa compatibilité avec les puces CMOS. Cependant, sa consommation énergétique lors de l'écriture des données restait un défi. L'étude publiée dans Advanced Science propose une solution basée sur des hétérostructures multiferroïques combinant des couches ferroélectriques et piézoélectriques.

L'équipe a utilisé un alliage Heusler (Co₂FeSi) couplé à un matériau piézoélectrique (PMN-PT), séparés par une fine couche de vanadium. Cette configuration a permis d'obtenir un effet magnétoélectrique record (10⁻⁵ s/m) et un contrôle stable de l'aimantation par simple champ électrique, même à température ambiante.

Contrairement aux méthodes traditionnelles générant de la chaleur par effet Joule, cette approche élimine le besoin de forts courants ou de champs magnétiques externes. Elle permet également deux états binaires non volatils à champ électrique nul, essentiels pour le stockage de données fiable et économe en énergie.

Cette technologie compatible CMOS ouvre la voie à des applications variées, des appareils médicaux portables aux systèmes industriels. Elle pourrait révolutionner la spintronique en offrant une alternative durable aux mémoires énergivores actuelles.

Đột phá chip MRAM: Bộ nhớ máy tính siêu nhanh, tiết kiệm năng lượng tối ưu

Công nghệ MRAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên từ điện trở) đạt bước đột phá khi các nhà khoa học từ Đại học Osaka phát triển phương pháp sử dụng điện trường thay vì dòng điện, giúp giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ trong khi vẫn duy trì khả năng lưu trữ dữ liệu không cần nguồn.

MRAM vốn nổi bật nhờ khả năng giữ dữ liệu khi mất điện và tương thích với chip CMOS. Tuy nhiên, vấn đề tiêu thụ năng lượng khi ghi dữ liệu vẫn tồn tại. Nghiên cứu đăng trên tạp chí Advanced Science đã giải quyết thách thức này bằng cấu trúc dị thể đa sắt từ kết hợp lớp sắt từ và áp điện.

Nhóm nghiên cứu sử dụng hợp kim Heusler Co₂FeSi ghép nối với vật liệu áp điện PMN-PT, ngăn cách bởi lớp vanadi mỏng. Thiết kế này đạt hiệu ứng từ điện nghịch (CME) kỷ lục 10⁻⁵ s/m, cho phép điều khiển từ hóa ổn định chỉ bằng điện trường ở nhiệt độ phòng.

Khác với phương pháp truyền thống gây hao phí năng lượng do hiệu ứng Joule, công nghệ mới không cần dòng điện lớn hay từ trường ngoài. Đặc biệt, nó tạo ra hai trạng thái nhị phân ổn định ngay khi điện trường bằng không - yếu tố then chốt cho bộ nhớ tiết kiệm năng lượng.

Với khả năng tích hợp dễ dàng vào quy trình sản xuất CMOS hiện có, phát minh này mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi từ thiết bị y tế đeo tay đến hệ thống công nghiệp, đặt nền móng cho thế hệ bộ nhớ bền vững trong tương lai.