東京大学と理研CEMSの研究者らは、反強磁性体Mn₃Snを用いた不揮発性メモリを創製した。このデバイスは40ピコ秒のスイッチング時間を示し、従来型DRAMの25倍の速度を達成、さらに最小限の発熱を実現する。
東京大学と理研Center for Emergent Matter Science (CEMS)の物理学者チームは、反強磁性化合物Mn₃Sn（マンガン－スズ）に基づく記憶デバイスのプロトタイプを発表した。新メモリ素子の重要パラメータである状態切替速度は40ピコ秒である。比較として、DRAMの典型的な遅延は10～20ナノ秒であり、提案された解決策は2桁高速である。
本技術はスピントロニクスの原理に基づき、電子の電荷に加えてスピン角運動量を利用する。一般的な解決策とは異なり、新アーキテクチャは不揮発性を示し、電源遮断後もデータを保持する。追加の利点として、高い書換耐性と、スイッチング時のジュール発熱が無いことに起因する低消費電力が挙げられる。
研究者らはまた、光電変換器を介した光パルスによる情報書き込みの可能性も確認した。この特性により、磁気計算と光電子インターフェースを統合し、ハイブリッドデータ伝送路を形成することが可能となる。この開発は市販のSTT-MRAMに類似するが、ゼロの漏れ磁場を持つ反強磁性材料の使用により、スイッチング速度でこれを凌駕する。
本システムでは、構成要素間の相互作用は以下のように組織される。Mn₃Sn材料内のスピン偏極電流はスピン軌道トルクを生成し、40ピコ秒で反強磁性ドメインの再配向を引き起こす。光電変換器は光パルスを電気信号に変換し、それがスピン依存抵抗を変調する。Mn₃Snにおける巨視的磁化の欠如は、隣接セル間の磁気相互作用を排除し、クロストークなしで記憶密度のスケーリングを可能にする。
結果の実用的意義は、クロック周波数そのものよりも、ゼロレベルキャッシュを構築する可能性にある。40ピコ秒の遅延は論理トランジスタと同等であるため、フォン・ノイマンアーキテクチャは主記憶とプロセッサレジスタ間のギャップを解消する方向に進化し得るが、その場合データ整合プロトコルの完全な再設計が必要となる。