东北大学的研究人员宣布开发一种新的磁隧道结，通过该结，该团队已经证明了数字信息的延长保留时间，而不会增加有功功率消耗。
非易失性存储器是集成电路中的基本组成部分，因为它们可以提供低功耗。在所提出的非易失性存储器中，自旋转移 - 扭矩磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)由于其高读/写速度，低电压操作能力和高耐久性而得到了深入研究和开发。
目前，STT-MRAM的应用领域仅限于消费电子产品。为了在汽车和社会基础设施等领域使用STT-MRAM，必须开发具有高热稳定系数的磁隧道结(MTJ)，以确定数字信息的保留时间，同时保持较低的功耗。
由Tetsuo Endoh教授领导的研究团队开发了一种新的磁隧道结，在1Xnm 技术节点的尺寸减小的情况下，STT-MRAM具有高可靠性。为了提高热稳定性因子，必须增加源自CoFeB / MgO界面的界面磁各向异性。
为了增加界面各向异性，研究小组发明了一种结构，与常规结构相比，CoFeB / MgO界面数量增加了两倍(图1a和1b)。尽管界面数量的增加可以增强热稳定性因子，但是它也可能增加写入电流(有功功率消耗)并降低STT-MRAM单元的隧道磁阻比，从而导致较低的读取操作频率。该团队通过设计MTJ结构来降低这些影响，以保持低功耗和隧道磁阻比高。
研究小组已经证明，热稳定系数可以增加1.5-2倍，而不会增加写入电流，从而增加有功功率消耗(图2a和2b)或降低隧道磁阻比。
因此，研究团队乐观地认为，这种新的MTJ技术可以在汽车和社会基础设施等恶劣环境中的1Xnm技术节点上扩大STT-MRAM的应用领域。该团队还采用了与目前批量生产的STT-MRAM相同的材料组，保持了与现有工艺的兼容性。该技术将同时实现大规模生产的高成本效益。
该研究是CIES在STT MRAM项目上的工业联盟和JST-OPERA项目授权号JPMJOP1611，日本的一部分。结果将在今年的VLSI技术和电路专题讨论会上公布，该专题讨论会将于2019年6月9日至14日在日本京都举行。