基于TMR和巨大隧穿磁阻（Giant TRM，TMR＞100%）效應(yīng)，總共衍生出兩代主要的MRAM器件類型（圖5）：第一代是磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)型MRAM，即通過(guò)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元的磁矩進(jìn)行寫入操作，典型代表有星型MRAM（astroid-MRAM）和嵌套型MRAM（toggle-MRAM）；第二代是電流驅(qū)動(dòng)型自旋轉(zhuǎn)移矩MRAM（Spin Transfer Torque MRAM，ST-MRAM），即通過(guò)極化電流對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行寫入操作。
 
1996年，Slonczewski和Berger從理論上預(yù)測(cè)了一種被稱為自旋轉(zhuǎn)移矩的純電學(xué)的磁隧道結(jié)寫入方式，其基本原理如圖8所示，當(dāng)電流從參考層流向自由層時(shí)，首先獲得與參考層磁化方向相同的自旋角動(dòng)量，該自旋極化電流進(jìn)入自由層時(shí)，與自由層的磁化相互作用，導(dǎo)致自旋極化電流的橫向分量被轉(zhuǎn)移，由于角動(dòng)量守恒，被轉(zhuǎn)移的橫向分量將以力矩的形式作用于自由層，迫使它的磁化方向與參考層接近， 該力矩被稱為自旋轉(zhuǎn)移矩。
 
對(duì)于相反方向的電流，參考層對(duì)自旋的反射作用使自由層磁化獲得相反的力矩，因此被寫入的磁化狀態(tài)由電流方向決定。

   
自旋轉(zhuǎn)移矩依靠電流實(shí)現(xiàn)磁化翻轉(zhuǎn)，寫入電流密度大概在106~107A/cm2之間，而且寫入電流的大小可隨工藝尺寸的縮小而減小，克服了傳統(tǒng)磁場(chǎng)寫入方式的缺點(diǎn)，因而被廣泛認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)磁隧道結(jié)的純電學(xué)寫入方式的最佳候選。
 
隨著自旋轉(zhuǎn)移矩效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)以及材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，基于自旋轉(zhuǎn)移矩效應(yīng)的STT-MRAM器件應(yīng)運(yùn)而生。自從自旋轉(zhuǎn)移矩效應(yīng)被證實(shí)以來(lái)，一方面研究人員通過(guò)大量的努力嘗試降低磁化反轉(zhuǎn)的臨界電流，增加熱穩(wěn)定性；另一方面Sony、Renesas、Samsung、Everspin等多家公司也在積極研發(fā)STT-MRAM.我司everspin代理不同容量的MRAM產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：ST-MRAM