[결과보고서] Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) 식을 이용한 자기거동분석 [신소재공학실험3]

소개

신소재공학 실험3 결과레포트

목차

◆ 기존 MRAM의 원리와 스핀을 이용한 STT-MRAM의 원리 및 장단점 조사

1-1. 기존 MRAM의 원리

1-2. 기존 MRAM의 장점

1-3. 기존 MRAM의 단점

2-1. STT-MRAM의 원리

2-2. STT-MRAM의 장점

2-3. STT-MRAM의 단점

3. References

본문내용

◆ 실험목적
- 자성거동을 다룬 LLG 식과 같은 이분방정식 코딩을 이해한다.
- 스핀전달토크의 개념 및 원리를 이해하고 스핀전달토크에 의한 자성체 내의 자성변화를 예측 및 분석한다.

◆ 기존 MRAM의 원리와 스핀을 이용한 STT-MRAM의 원리 및 장단점 조사

1-1. 기존 MRAM의 원리

MRAM은 플로피디스크나 하드디스크와 같이 자기에 의해 데이터를 기억하는 메모리로, 스핀의존전기전도에 의해 생기는 TMR을 주로 이용한다. 이러한 TMR소자는 2개의 강자성층과 그 사이에 비자성층이 존재하는 3층구조로 이루어져 있다.

그림1처럼 2개의 강자성층에 전선을 배합한 후, 각각 위, 아래층의 강자성체에 (a)앞방향, 뒷방향 (b)뒷방향, 뒷방향으로 전류를 걸어주게 되면, 오른손나사법칙에 의하여 (a)위쪽, 아래쪽 강자성층에는 모두 오른쪽 자계가 생긴다. 이와 달리 (b)는 위쪽 강자성층에는 왼쪽자계, 아래쪽 강자성층에는 오른쪽 자계가 생긴다. 이렇게 자계가 발생한 TMR소자는 다음과 같이 저항처럼 취급할 수 있다.
(a)처럼 자계가 같은 방향이면 저항치가 작은 경우에 해당하고, 자계의 방향이 (b)처럼 반대인 경우에는 저항치가 커진다. MRAM은 이러한 저항의 변화를 기억소자로 이용하는 것이다. 예를 들어, 저항이 큰 경우를 “1”, 작은 경우를 “0”으로 하여 데이터를 저장하는 것이다. 여기서 방향이 바뀌는 위쪽 강자성층을 자유 층이라 하며, 방향이 바뀌지 않는 아래쪽 강자성층을 고정층이라 한다.

참고자료

· 없음