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Couples de spin-orbite en vue d’applications aux mémoires cache

Vendredi 28 octobre 2016 14:00 - Duree : 2 heures 30 minutes
Lieu : Salle des séminaires - bât A - Campus CNRS, 25 rue des martyrs - 38000 Grenoble

Orateur : Soutenance de Thèse de Claire HAMELIN

Le développement d’une mémoire non volatile infiniment endurante et pouvant être utilisée à la fréquence d’horloge du processeur est un enjeu pour l’i ndustrie de la microélectronique qui doit faire face à des problèmes de sur-consommation énergétique liée à la miniaturisation des composants et à leur vitesse de fonctionnement. Une telle mémoire permettrait de modifier la hiérarchie mémoire en intégrant de la non-volatilé au coeur des processeurs. La SOT-MRAM : mémoire magnétique à accès aléatoire utilisant les couples de spin orbite (SOT) pour l’écriture de l’information, est un candidat très prometteur car elle combine ces trois points : non volatilité, fiabilité et temps d’écriture largement sub-ns. Néanmoins, de nombreux défis restent à relever avant que les SOT-MRAM puissent être utilisées à ces fins. L’objectif de ce travail de thèse est de s’intéresser à deux de ces défis : l’étude et la compréhension du retournement de l’aimantation par couples de spin-orbite en utilisant des impulsions de courant sub-nanoseconde et la diminution des courants d’écriture au moyen d’une assistance par champ électrique. Pour cela nous avons étudié à la fois la brique des base de ces mémoires, des tri-couches Ta-CoFeB-MgO, ainsi que des cellules complètes de SOT-MRAM. Nous avons tout d’abord prouvé l’écriture ultra-rapide, largement sub-ns et montré que le retournement de l’aimantation associé était dû à un phénomène de nucléation d’un domaine inverse suivi de la propagation de la paroi de domaine, tout en pointant une lacune dans la compréhension du phénomène. Nous avons ensuite modulé l’anisotropie magnétique de ces échantillons au moyen d’un champ électrique et montré que sa diminution permettait de réduire les courants d’écriture par SOT. Ces résultats sont très encourageants et pointent l’intérêt d’une étude/optimisation plus poussée afin d’utiliser cette assistance dans des dispositifs fonctionnels.

Contact : rachel.mauduit@cea.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (INAC/SPINTEC)
Nature évènement : (Soutenance de thèse)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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