基于磁場觸發(fā)的超晶格相變單元的邏輯功能實現(xiàn)研究.pdf

1、傳統(tǒng)計算機中的馮諾依曼體系將CPU的計算和存儲分離，這使得CPU的性能不能進一步提高，從而出現(xiàn)“馮諾依曼瓶頸”。非易失性存儲器能夠利用其高低阻態(tài)來表征邏輯電平的高低，因此，利用非易失性存儲器來設計邏輯電路，能夠有效地解決這一問題。超晶格相變存儲器作為一種新型的非易失性存儲器，兩態(tài)差異大、操作電流低、擦寫壽命長，具有代替CPU中的晶體管來實現(xiàn)邏輯運算的潛力。
　　本文利用超晶格相變單元在磁場下閾值電壓增大的特性來進行邏輯設計。首先制

2、備了三層結(jié)構(gòu)的超晶格相變單元陣列，然后在不加磁場、加上0.1T磁場、撤去磁場三種情況下測試了所制備的超晶格相變單元的I-V以及R-V曲線，總結(jié)出其在磁場下閾值電壓增大的具體特性。
　　接著，文章提出了一種基于磁場觸發(fā)的超晶格相變邏輯器件，并給出了其SPICE的仿真模型。利用該邏輯器件，文章設計了兩個基本電路，實現(xiàn)了七種基本的邏輯功能，并通過HSPICE軟件仿真和具體的實驗驗證了邏輯電路的正確性。所設計的邏輯電路結(jié)構(gòu)簡單，操作步驟少