電腦新零件使電阻率提高為3倍、消耗電力降為1/10

 

刊登日期:2009/8/25
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東北大學安藤康夫教授的研究團隊,成功開發出能使電腦的消耗電力下降為1/10的基礎零件。藉由磁力使電阻的變化率提高為以往的3倍。伴隨著電腦的高速化而逐漸增加的耗電問題,預計也將獲得解決。該項研究成果已發表在物理學會的英文論文電子版期刊。

開發出的零件是以磁力來改變電阻的新型強磁性穿隧接合(MTJ,magnetic tunnel junction)零件。MTJ零件是由已開始實用化的省能源型資料紀錄零件MRAM(磁性隨機存取記憶體)所構成。被稱為「磁阻變化率」的電阻只要變化率一提高,所需消耗的電力就會減少。這次,組裝入MRAM的構造中,在室溫下該變化率提高為以往的3倍。

ULVAC公司也加入合作生產MTJ零件。零件構造中會隨磁石的性質而旋轉移動的絕緣體薄膜,由以往的1片增加為2片,並將厚度1.2奈米,相當於數個原子大小的強磁性薄膜夾在其間。隨著中間較薄的強磁性薄膜以方向一致、穩定地旋轉移動,磁阻變化率因而變大(如下圖b所示)。

由於電腦中零件數的增加,消耗電力也隨之增加的問題一直存在。新開發的MTJ零件,若能與作成MRAM的計算元件組合使用的話,與既存的邏輯迴路相比,預估消耗電力可以降至10分之1以下。


圖片取自
http://aramblingnote.blogspot.com/2009/08/mtj7.html
圖說:(a)目前的強磁性穿隧接合(MTJ)基本構造
(b)東北大學本次新開發的雙重穿隧強磁性接合(MTJ)基本構造


資料來源: 日經產業新聞/材料世界網編譯
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