方案简介

寻找新型的非易失（Non-volatile）存储技术在当前是备受关注的研究领域。磁性随机存储（MRAM）和阻变存储器（ReRAM、忆阻器）是非常有前途的两种不同机理的器件。费米科技提供的计算模拟软件产品包含了最新的模拟方法，用密度泛函理论（DFT）来模拟磁性材料、自旋电子学器件和阻变存储器等各种体系的多种关键特性。

材料一般特性

  • 结构：搜索、构造材料的块体、表面、界面、缺陷、无定形结构等
  • 电子态：计算能带、态密度、电子密度、自旋密度、费米面等电子态
  • 动力学：模拟材料结构随时间演化的过程，研究结构变化的动力学机理

材料磁性

  • 表面态：分析诸如材料的隧穿各向异性磁电阻（TAMR）等表面态等的性质
  • 磁各向异性能（MAE）：自动化完成磁各向异性能量（magnetic anisotropy energy，MAE）的计算，图形化计算设置和分析工具
  • 磁矩：分析自旋与原子轨道磁矩
  • 海森堡交换分析：便捷的直接计算 Heisenberg 自旋-晶格模型的交换耦合常数，分析交换刚度、居里温度、磁滞回线等重要性质，研究非零温度下的磁性，例如：磁性体系的相图、相变和磁化动力学
  • 自旋寿命：计算在实际温度时，由电子-声子相互作用决定的自旋寿命
  • 自旋动力学：计算虑各向异性的 Gilbert damping 张量，可以用于 TCAD S-device 和其他工具，模拟微磁体系

自旋电子器件

  • 计算自旋电流-电压特性关系
  • 模拟如磁性隧道结（magnetic tunnel junctions，MTJ) 体系的隧穿磁阻
  • 计算 spin-transfer torque (STT) ，分析层内的交换耦合作用
  • 研究自旋输运（透射）的机理

阻变存储器件

  • 原子/离子在晶态与非晶态材料中的扩散动力学模拟
  • 研究了低阻态（LRS）和高阻态（HRS）的电子输运特性
  • DFT模拟了氧空位和金属杂质形成细丝和外部金属掺杂的形成能和陷阱能级

相关软件工具