日本东北大学的一个由Hideo Ohno教授、Shunsuke Fukami副教授、Hideo Sato副教授、busurin Jinnai助理教授和Kyota Watanabe先生组成的研究小组发现了个位数纳米尺度的超小磁隧道结(MTJs)，具有足够的保留性能，但可以通过电流切换。

STT-MRAM(自旋转移转矩磁阻随机存取存储器)近年来得到了密集的开发，预计将在2018年由大型晶厂公司商业化。STT-MRAM能够取代现有的基于半导体的工作存储器，因为它在操作速度和读/写耐力方面具有出色的能力。此外，它是非易失性的，即不需要电源来保留存储的信息，使其成为未来超低功率集成电路不可或缺的。

mtj是STT-MRAM的核心。为了继续提高STT-MRAM的性能和容量，必须使MTJ更小，同时保持保留信息和通过小电流切换的能力。该团队在2010年开发了基于CoFeB/MgO的mtj，利用了CoFeB/MgO界面的“界面各向异性”，为20纳米左右的一代铺平了道路。然而，在20nm以下，理想的保持和开关性能无法同时实现。因此，还需要另一种新的方法。

日本东北大学的研究小组利用“形状各向异性”，开发了小于10纳米(个位数纳米尺度)的超小MTJs，这一方法在适合集成的器件中尚未得到有效利用。

“形状各向异性”MTJ具有柱状磁层，由于“形状各向异性”，膜的法线方向成为磁易轴。这与“界面各向异性”mtj形成对比，后者是通过减小磁层厚度实现的。研究的MTJ最小直径为3.8 nm，这是基于以往研究成果的一个前所未有的规模。

通过热稳定系数表征，获得了足够高的保留性能;通过常规方案从未获得过80以上的数值。此外，在不同直径的“形状各向异性”mtj(包括低于10 nm的器件)中观察到电流诱导磁化开关。

开发的MTJ可以与未来几代半导体技术一起工作。一位数纳米级的MTJ相当于超过100千兆比特的容量，是目前工作存储器技术的100倍左右。

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了下:快速原型

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