Добавить новость
smi24.net
News in English
Май
2024

Revolutionizing Memory Technology: Multiferroic Nanodots for Low-Power Magnetic Storage

0

Cobalt-substituted BiFeO3 nanodots, engineered by Tokyo Tech researchers, demonstrate magnetoelectric-coupled ferroelectric and ferromagnetic single domain, offering significant promise for the advancement of low-power, nonvolatile magnetic memory devices. This innovation opens avenues for memory technologies where data can be written and read via electric and magnetic fields, respectively, thereby enhancing energy efficiency. This breakthrough can lead to the development of more energy-efficient memory technologies to meet the demands of modern electronic applications.

Traditional memory devices are volatile and the current non-volatile ones rely on either ferromagnetic or ferroelectric materials for data storage. In ferromagnetic devices, data is written or stored by aligning magnetic moments, while in ferroelectric devices, data storage relies on the alignment of electric dipoles. However, generating and manipulating magnetic fields is energy-intensive, and in ferroelectric memory devices, reading data destroys the polarized state, requiring the memory cell to be re-writing.

Multiferroic materials, which contain both ferroelectric and ferromagnetic orders, offer a promising solution for more efficient and versatile memory technology. Cobalt-substituted BiFeO3 (BiFe0.9Co0.1O3, BFCO) is a multiferroic material which exhibits strong magnetoelectric coupling, meaning changes in electric polarization affect magnetization. As a result, data can be written using electric fields, which is more energy-efficient than generating magnetic fields, and read using magnetic fields, which avoids the destructive read-out process.

In a significant milestone for multiferroic memory devices, a team of researchers led by Professor Masaki Azuma and Assistant Professor Kei Shigematsu from Tokyo Institute of Technology in Japan has successfully developed nanodots with single ferroelectric and ferromagnetic domains.

"At 'Sumitomo Chemical Next-Generation Eco-Friendly Devices Collaborative Research Cluster' within the Institute for Innovative Research at Tokyo Institute of Technology, there is a focus on multiferroic materials that exhibit cross-correlation responses between magnetic and electrical properties based on the principles of strongly correlated electron systems. The center aims to develop materials and processes for next-generation low-power non-volatile magnetic memory devices, as well as to conduct reliability assessments and social implementation," says Azuma.

In their study published in the journal ACS Applied Materials and Interfaces on April 9, 2024, researchers utilized pulsed laser deposition to deposit multiferroic BFCO onto a conductive Nb:SrTiO3 (001) substrate. They controlled the deposition process by using anodized aluminum oxide (AAO) masks with adjustable pore sizes, resulting in nanodots with diameters of 60 nm and 190 nm.

BFCO is a promising option for low-power, nonvolatile magnetic memory devices as its magnetization direction can be reversed with an electric field. On observing the polarization and magnetization directions using piezoresponse force microscopy and magnetic force microscopy, respectively, the researchers found that the nanodots exhibit correlated ferroelectric and ferromagnetic domain structures.

Interestingly, when comparing nanodots of different sizes, they noticed significant differences. The smaller 60-nm nanodot, made using an oxalic acid AAO mask, showed single ferroelectric and ferromagnetic domains, where the polarization and magnetization directions are uniform throughout. However, the larger 190-nm nanodot, formed using a malonic acid AAO mask, had multi-domain vortex ferroelectric and magnetic structures indicating strong magnetoelectric coupling.

"Such a single-domain structure of ferroelectricity and ferromagnetism would be an ideal platform for investigating BFCO as an electric-field writing magnetic read-out memory device, and multi-domain structures offer a playground for fundamental research," remarks Shigematsu.

Nonvolatile magnetic memory devices are crucial for various electronic applications as they retain stored information even when power is turned off. With their unique composition of single ferromagnetic and ferroelectric domains, BFCO 60-nm nanodots show great potential for creating magnetic memory devices that require minimal electrical power for writing and reading operations.

Reference

Authors :
Keita Ozawa1, Yasuhito Nagase1, Marin Katsumata1, Kei Shigematsu1,2,3,*, and Masaki Azuma1,2,3,4
Title :
Single or vortex ferroelectric and ferromagnetic domain nanodot array of magnetoelectric BiFe0.9Co0.1O3
Journal :
ACS Applied Materials and Interfaces
DOI :
Affiliations :

1 Laboratory for Materials and Structures, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology, Japan

2 Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology (KISTEC), Japan

3 Sumitomo Chemical Next-Generation Eco-Friendly Devices Collaborative Research Cluster, Tokyo Institute of Technology, Japan

4 Living Systems Materialogy (LiSM) Research Group, International Research Frontiers Initiative (IRFI), Tokyo Institute of Technology, Japan

* Corresponding author's email: kshigematsu@msl.titech.ac.jp

School of Materials and Chemical Technology
—Encompassing the Disciplines of Science—

Information on School of Materials and Chemical Technology inaugurated in April 2016

School of Materials and Chemical Technology

Schools, Departments, and Institute for Liberal Arts

Further Information

Assistant Professor Kei Shigematsu

Laboratory for Materials and Structures,
Institute of Innovative Research,
Tokyo Institute of Technology

Email kshigematsu@msl.titech.ac.jp

Professor Masaki Azuma

Laboratory for Materials and Structures,
Institute of Innovative Research,
Tokyo Institute of Technology

Email mazuma@msl.titech.ac.jp
Tel +81-45-924-5315

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975








Юбилейный фестиваль «Лица улиц» пройдёт в Екатеринбурге

Чудо-колонка Детского радио: малыш будет в восторге!

Ортопед дал совет по сохранению здоровья спины на сидячей работе

Лендруш Егикян: человек, который сохраняет высокую миссию быть армянином вдали от Родины


Report: AC Milan’s Christian Pulisic set to team up with $87 million Manchester United star

Report: Liverpool decision hands advantage to Man United in midfielder pursuit

Palestinian envoy urges action at UN: “History will judge us all”

Cameroon star has said yes to Man Utd transfer but Red Devils face hurdle


Обновлена платформа для мониторинга данных Smart Monitor

Экстренная посадка.

#вкимжевсегдахорошо

Антиармянские публикации в российском научном журнале «Современная научная мысль»: расследование фонда «Гегард»


Steam for Chromebooks is getting axed in 2026 instead of exiting its 4-year beta

Mafia: The Old Country получила положительные оценки в Steam

Находи идеальные места для персонажей-фигурок в «Is This Seat Taken?»

Modders are trying their hardest to add an NVMe SSD to the Switch 2, which is both impressive and something I'm not going to do


Овочі можусть стати розкішшю для українців


Чемпионат по самбо столичного главка Росгвардии завершился в Москве

Чудо-колонка Детского радио: малыш будет в восторге!

Сотрудники Росгвардии пришли на помощь пенсионеру, внезапно потерявшему сознание в кафе на востоке столицы

Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»


Сотрудники Росгвардии пришли на помощь пенсионеру, внезапно потерявшему сознание в кафе на востоке столицы

Антиармянские публикации в российском научном журнале «Современная научная мысль»: расследование фонда «Гегард»

Baza: Мотоциклист попал в ДТП в Москве из-за нарушившего ПДД водителя

Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»


Ефимов: вестибюль и платформу станции «Рижская» БКЛ соединят тремя ходками

Педагоги Владимирской области освоили новые методики дошкольного образования

В России продают уникальный 50-летний минивэн Волга

С 2020 года площадь сельхозугодий в Подмосковье увеличилась на четверть


Калинская обыграла финалистку Уимблдона на турнире в Цинциннати

Хачанов достиг третьего раунда теннисного турнира «Мастерс»

Самсонова уступила 125-й ракетке мира во втором раунде турнира в Цинциннати

Анна Калинская вышла в третий круг турнира WTA 1000 в Цинциннати


Продвижение в Телеграм. Продвижение канала в Телеграм.

В приложении BelkaCar появилась функция поиска авто по фото

Ефимов: вестибюль и платформу станции «Рижская» БКЛ соединят тремя ходками

Педагоги Владимирской области освоили новые методики дошкольного образования


Музыкальные новости

«Бежим за Мечту — Ходить»: подростки на протезах пробегут марафон в Екатеринбурге

Волочкова сообщила, что ее хотели похитить

Дима Билан сплясал на крыше трактора в Ленинградской области

БЕСПЛАТНО ДЛЯ ВСЕХ ⟩ В центре Таллинна прозвучат песни Виктора Цоя


Чемпионат по самбо столичного главка Росгвардии завершился в Москве

Сотрудники Росгвардии пришли на помощь пенсионеру, внезапно потерявшему сознание в кафе на востоке столицы

В регионах центральной России росгвардейцы отметили День физкультурника

Чудо-колонка Детского радио: малыш будет в восторге!


Квартира, дача, 50 млн: кому достанется наследство актера Ивана Краско

Bloomberg сообщает, что ЕС хочет провести переговоры с Трампом до встречи с Путиным

В Курске на улице Ленина восстановили фонтан возле памятника Георгию Свиридову

Сергей Собянин: С 2011 года в Москве привели в порядок более 90 км набережных


Автобус насмерть задавил подростка на электросамокате в Москве

Хуснуллин по видеосвязи поприветствовал участников автопробега БРИКС

Росгвардейцы задержали хулигана на охраняемой автостоянке в Москве

В Сети появились кадры ДТП с подростками на самокате, которые врезались в столб


В Москве надеются, что встреча Путина и Трампа придаст импульс отношениям РФ и США

Хазин объяснил, почему Путин и Трамп решили встретиться на Аляске

Почему Трамп захотел быстро встретиться с Путиным, объяснил Хазин

Bloomberg: встреча Путина и Трампа означает победу России




Косметолог-эстетист Наталья Рябинова: самые эффективные способы борьбы с веснушками

Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления

Главный врач клиники микрохирургии глаза АйМед Элина Санторо: что делать если лопнул сосуд в глазу

Уровень медицины в Некрасовке растет


«Будет обмен землей»: Трамп поставил Зеленского на место, вызвав панику в Киеве

Политолог: Алиев пересек красную линию и столкнется с ответом Москвы


Соревнования по многоборью кинологов-росгвардейцев завершились в Грозном

Чемпионат по самбо столичного главка Росгвардии завершился в Москве

В регионах центральной России росгвардейцы отметили День физкультурника

На пенсии отоспишься. 13 идей для ночного досуга в Москве — от тенниса до парилки


Лукашенко получил первую золотую монету из белорусского сырья


Собянин рассказал, как проект «Город героев» укрепляет связь времен и поколений

Собянин заявил об уничтожении пятого БПЛА, который летел на Москву

Собянин оценил вклад проектов "Город героев" и "Герой моего района

Собянин рассказал о строительстве нового путепровода на северо-востоке Москвы


Преимущества применения озона для очистки воды

Хватит морщиться: ученые назвали пользу от участившихся московских ливней

Что подготовили в павильонах «Музеона» в рамках форума «Москва 2030»

Орловская область планирует войти в число национальных туристических маршрутов с проектом «Бирюзовое кольцо России»


На Байкале завершилась крупная экспедиция по сохранению оленей Хамар-Дабана

Потеряла миллион, играя на бирже

Полиция проверяет ДТП на Никулинской улице с погибшим подростком

В приложении BelkaCar появилась функция поиска авто по фото


без заголовка

Полицейский погиб при задержании поджигателя релейного шкафа под Архангельском

В Алтайском крае не будут проводить проверку на предмет чрезмерного роста тарифов на ЖКУ

Сотрудниками полиции и Росгвардии задержан гражданин, причастный к поджогу релейного шкафа в Архангельской области


Прогноз погоды в Крыму на 10 августа

Прогноз погоды в Крыму на 11 августа

Прогноз погоды в Крыму на понедельник

Когда достроят больницу скорой помощи и онкодиспансер в Севастополе


Ефимов: вестибюль и платформу станции «Рижская» БКЛ соединят тремя ходками

Потеряла миллион, играя на бирже

«Отчаиваться не надо»: опубликована записка утонувшего подводника «Курска»

С 2020 года площадь сельхозугодий в Подмосковье увеличилась на четверть














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *