حذف محدودیت‌های موجود بر روی سرعت تغییر وضعیت اسپین

MRAMها سرعتی برابر با تراشه‌های حافظه معمولی داشته و در عین حال چگالی‌های ذخیره‌سازی بالایی دارند. مزیت اصلی این حافظه‌ها، حفظ داده‌های حافظه پس از خاموش‌ شدنِ آن است. تراشه‌های حافظه سریع معمولی مانند حافظه‌های دسترسی تصادفی پویا و ایستا (DRAMها و SRAMها)، بیت‌های داده را در قالب بارهای الکتریکی در خازن‌های بسیار کوچک ذخیره می‌کنند. با خاموش شدن این ابزارها، داده‌ها به‌سرعت از دست می‌روند. این مسئله موجب پیدایش زمانی به نام «زمان بالا آمدن» در مرحله آغاز به کار رایانه‌ها(پس از روشن‌شدن) گردیده‌است که در آن اطلاعات از روی دیسک سخت به روی حافظه منتقل می‌شود. علاوه بر این، حافظه‌های معمولی برای ذخیره‌سازی اطلاعات انرژی زیادی مصرف می‌کنند.

اکثر سازندگان تراشه معتقدند که MRAMکه در آن، بیت‌های داده در نانوستون‌های بسیار کوچکی از مواد مغناطیسی ذخیره می‌شوند، مناسب‌ترین نوع حافظه برای دستیابی به یک حافظه سریع است. بیشتر MRAMها از یک سکه مغناطیسی بسیار کوچک در نزدیکی نانوستون استفاده کرده و به کمک آن، جهت مغناطش را عوض می‌کنند و به عبارت دیگر، از «۰» به «۱» تغییر می‌دهند؛ البته ساخت سکه‌هایی که آن قدر کوچک که بتواند به تراشه‌های MRAM، چگالی‌های بیت بالایی مشابهی با DRAM یا SRAM بدهند، یکی از چالش‌های سازندگان است. یکی از راه‌های حل این مشکل، استفاده نکردن از یک سکه حجیم و تغییر وضعیت نانوستون از طریق عبور یک پالس از الکترون‌های دارای اسپین قطبیده، از خلال آن است. بیشتر اسپین‌ها در چنین پالسی در جهت‌های خاصی قرار گرفته‌اند(بالا یا پایین) و ممان مغناطیسی آنها یک «گشتاور اسپینی» بر روی مغناطشِ نانوستون اعمال می‌کند.

با این حال مشکلی موجود این است که ممان مغناطیسی مذکور پیش از قرارگیری در جهت جدید، برای حدود ده نانوثانیه نوسان می‌کند. این زمان ده برابر طولانی‌تر از زمانی است که با کاربردهای عملی تناسب دارد. این مسئله فیزیک‌دانان را ناامید کرده‌است زیرا از لحاظ نظری باید بتوان مغناطش را در عرض حدوداً یک نانوثانیه عوض کرد.

هم‌اکنون هانس وارنر چوماچر و همکارانش در آزمایشگاه استانداردِ PTB در براونچویگ و دانشگاه بیلفیلد نشان داده‌اند که می‌توان زمان تغییر وضعیت یک نانوستون را از طریق کنترل شکل و طول موقتی پالس(و اعمال یک میدان مغناطیسی ثابت کوچک) به یک نانوثانیه تقلیل داد. چوماچر گفت که این میدان مغناطیسی، «مغناطش را به ناحیه مشخصی که تغییر وضعیت در آن از سایر نواحی آسان‌تر است می‌برد.»

این گروه آزمایش‌های خود را با استفاده از یک نمونه آزمایشی MRAM اسپین-گشتاور که به‌وسیله Singulus Nano Deposition Technologies در فرانکفورت ساخته شده بود، انجام دادند. با اینکه چوماچر و گروهش نیز برای تولید میدان مغناطیسی از سکه‌های خارجی استفاده کردند؛ وی معتقد است که می‌توان از طریق طراحی دقیق شکل بیت حافظه، میدان مغناطیسی مشابهی را در کنار هر نانوستون ایجاد نمود. وی بر این باور است که می‌توان این فناوری را تا سال ۲۰۱۰ در MRAMهای تجاری به کار گرفت.

نتایج این تحقیق در نشریه .Phys. Rev. Lett به چاپ رسیده‌است.