🔬

Spintronic Memory Lab

Electron Spin = Instant Storage!

🔬 Coba sekarang

What is Spintronics?

Why revolutionary? Non-volatile (keeps data without power like flash), but 10M+ write cycles (vs 100K for flash), faster than DRAM, works at 400°C! STT-MRAM already shipping in Samsung phones since 2019. SOT-MRAM (2024) is 3× faster. This replaces both DRAM and Flash!

🎯 Tips Simulator

📚 Glosarium

Spintronics
Bidang fisika dan teknik yang memanfaatkan putaran intrinsik elektron (dan momen magnet terkaitnya) selain biaya untuk penyimpanan dan pemrosesan informasi.
Spin-Transfer Torque (STT)
Perpindahan momentum sudut dari elektron terpolarisasi spin ke lapisan magnet, memungkinkan peralihan magnetisasi yang digerakkan arus tanpa medan magnet eksternal, diprediksi oleh Slonczewski (1996) dan Berger (1996).
Magnetic Tunnel Junction (MTJ)
Elemen inti MRAM: dua lapisan feromagnetik yang dipisahkan oleh penghalang isolasi tipis (biasanya MgO), yang resistansinya bergantung pada orientasi magnetik relatif lapisan tersebut.
Free Layer
Lapisan feromagnetik di MTJ yang magnetisasinya dapat dialihkan untuk menyimpan data (paralel = resistansi rendah = '1', anti-paralel = resistansi tinggi = '0').
Pinned Layer (Reference Layer)
Lapisan feromagnetik pada MTJ dengan arah magnetisasi tetap, berfungsi sebagai acuan untuk membaca bit yang disimpan.
Tunnel Magnetoresistance (TMR)
Perubahan hambatan listrik MTJ berdasarkan orientasi relatif lapisan magnetnya; rasio TMR yang lebih tinggi memungkinkan pembacaan data yang lebih andal.
STT-MRAM
Memori Akses Acak Magnetik Torsi Putar-Transfer -- memori non-volatil yang menggunakan arus terpolarisasi putaran untuk menulis data dan ketahanan magnet untuk membacanya.
SOT-MRAM
MRAM Torsi Spin-Orbit -- teknologi generasi berikutnya yang menggunakan kopling spin-orbit pada lapisan logam berat untuk peralihan yang lebih cepat (sub-nanodetik) dengan jalur baca/tulis terpisah.
Perpendicular Magnetic Anisotropy (PMA)
Sebuah properti di mana magnetisasi lebih memilih untuk menunjuk tegak lurus ke permukaan film, memungkinkan skalabilitas dan stabilitas termal yang lebih baik pada perangkat MRAM modern.
Non-Volatility
Kemampuan untuk menyimpan data yang tersimpan tanpa pasokan listrik terus menerus, merupakan keunggulan utama MRAM dibandingkan SRAM dan DRAM.
Giant Magnetoresistance (GMR)
Efek kuantum ditemukan oleh Albert Fert dan Peter Grunberg (Penghargaan Nobel 2007) di mana resistensi berubah secara dramatis berdasarkan penyelarasan lapisan magnetik, sehingga memungkinkan kepala baca hard drive modern.
Spin Hall Effect
Sebuah fenomena di mana arus muatan menghasilkan arus putaran transversal karena kopling spin-orbit, digunakan dalam SOT-MRAM untuk peralihan magnetisasi yang efisien.
VCMA
Anisotropi Magnetik Terkendali Tegangan -- teknik baru yang menggunakan medan listrik alih-alih arus untuk mengontrol magnetisasi, menjanjikan memori berdaya sangat rendah.
Endurance
Jumlah siklus tulis yang dapat dipertahankan oleh perangkat memori; STT-MRAM mencapai hingga 10^14 siklus, jauh melebihi 10^5 siklus memori flash.
Spin-Polarized Current
Arus listrik di mana sebagian besar elektron memiliki putaran sejajar dalam arah yang sama, dihasilkan dengan melewatkan arus melalui bahan feromagnetik.

🏆 Tokoh Utama

John C. Slonczewski (1989-1996)

Peneliti IBM yang pertama kali memperkirakan torsi spin-transfer pada struktur MTJ (1989) dan struktur GMR (1996), memberikan landasan teoritis untuk semua teknologi STT-MRAM

Luc Berger (1996)

Emisi torsi transfer putaran yang diprediksi secara independen dari gelombang putaran oleh multilapisan magnetik pada tahun 1996, menjadi salah satu landasan teori peralihan magnetisasi yang digerakkan oleh arus

Albert Fert (1988)

Bersama-sama menemukan Giant Magnetoresistance (GMR) pada tahun 1988, dianugerahi Hadiah Nobel Fisika tahun 2007, memungkinkan seluruh bidang spintronik

Peter Grunberg (1988)

Menemukan GMR secara independen pada tahun 1988, berbagi Hadiah Nobel 2007 dengan Fert atas terobosan yang merevolusi penyimpanan data

Stuart Parkin (1990s-2000s)

IBM Fellow yang memelopori perangkat spintronik praktis termasuk kepala baca katup putar dan konsep memori lintasan balap untuk penyimpanan data generasi berikutnya

Shinji Yuasa (2004)

Mendemonstrasikan ketahanan magnet terowongan raksasa pada MTJ berbasis MgO kristalin di AIST Jepang, mencapai rasio TMR melebihi 200% yang memungkinkan MRAM komersial

Daniel Worledge (2010s)

Peneliti IBM yang memimpin pengembangan teknologi STT-MRAM tegak lurus dan desain MTJ torsi putaran ganda untuk meningkatkan efisiensi peralihan

🎓 Sumber Belajar

💬 Pesan untuk Pelajar

Setiap elektron memiliki dua sifat dasar: muatan dan putaran. Selama beberapa dekade, elektronik hanya menggunakan muatan listrik untuk menyimpan dan memproses informasi. Spintronics memanfaatkan separuh lainnya -- putaran kuantum -- membuka kemungkinan-kemungkinan baru. STT-MRAM telah menggantikan memori flash pada chip canggih, dan teknologinya terus menjadi lebih baik. Hadiah Nobel untuk Magnetoresistansi Raksasa pada tahun 2007 hanyalah permulaan. Saat kita mendekati batasan Hukum Moore, spintronik menawarkan jalan ke depan: memori yang cepat, padat, non-volatil, dan hemat energi. Revolusi putaran sudah berlangsung.

Mulai

Gratis, tanpa daftar

Mulai →