Introduzione alla Magnetoresistenza Tunnel (MTJ)
La Magnetoresistenza Tunnel (MTJ) è un fenomeno elettronico che si verifica in un dispositivo a tre strati costituito da due elettrodi magnetici separati da un sottile strato isolante. Questo dispositivo è chiamato giunzione tunnel magnetica o MTJ. La MTJ è stata scoperta negli anni ’70, ma solo negli ultimi anni è diventata una tecnologia importante per l’industria elettronica. La MTJ è utilizzata principalmente per la lettura di dati nei dischi rigidi e nei magneti a stato solido.
Come funziona la Magnetoresistenza Tunnel?
Il funzionamento della MTJ si basa sull’effetto tunnel, che è un fenomeno quantistico in cui gli elettroni possono passare attraverso un potenziale di barriera. Nella MTJ, gli elettroni vengono emessi dall’elettrodo magnetico a valle e passano attraverso lo strato isolante per raggiungere l’elettrodo magnetico a monte. Se l’orientamento magnetico dei due elettrodi è parallelo, gli elettroni passano facilmente attraverso la giunzione. Se invece l’orientamento magnetico dei due elettrodi è opposto, gli elettroni trovano maggiori difficoltà a passare attraverso la giunzione.
Il risultato è una variazione della resistenza elettrica della giunzione, che dipende dall’orientamento magnetico dei due elettrodi. Questa variazione di resistenza è chiamata magnetoresistenza tunnel ed è utilizzata per la lettura dei dati memorizzati nei supporti di memoria magnetici.
Utilizzi della Magnetoresistenza Tunnel
La Magnetoresistenza Tunnel è una tecnologia importante per l’industria elettronica, in particolare per la lettura dei dati nei dischi rigidi e nei magneti a stato solido. La MTJ è utilizzata anche in sensori magnetici ad alta sensibilità, come i sensori di posizione nella produzione di automobili e nella robotica. Inoltre, la MTJ viene utilizzata anche in memoria magnetica non volatile, come le memorie MRAM.
Esempi di applicazioni della Magnetoresistenza Tunnel
La Magnetoresistenza Tunnel è largamente utilizzata nei dischi rigidi dei computer. La testina di lettura/scrittura sui dischi rigidi utilizza la MTJ per leggere i dati dal disco. La lettura del dato avviene attraverso la variazione della resistenza della giunzione tunnel in seguito alla variazione dell’orientamento magnetico dei bit sul disco rigido.
La MTJ viene anche utilizzata in sensori magnetici ad alta sensibilità, come i sensori di posizione nella produzione di automobili e nella robotica. In questo caso, la variazione di resistenza della giunzione tunnel viene utilizzata per rilevare la posizione del sensore rispetto ad un campo magnetico esterno.
Inoltre, la MTJ viene utilizzata anche in memoria magnetica non volatile, come le memorie MRAM. Questa tecnologia di memoria utilizza la magnetoresistenza tunnel per leggere e scrivere i dati nei bit di memoria, offrendo una maggiore velocità di accesso e maggiore efficienza energetica rispetto alle tradizionali memorie a stato solido.
