隧道结是由绝缘层分隔的两个导电层组成的器件。传统上，驱动电流通过绝缘层的电阻是无穷大。然而，当绝缘层较薄(约1-2 nm)时，隧道结是由绝缘层分隔的两个导电层组成的器件。传统上，驱动电流通过绝缘层的电阻是无穷大。然而，当绝缘层很薄(大约1-2 nm)时，由于其量子特性，载流子可能隧穿绝缘层。当导电层是磁性的时，获得了其电阻取决于磁性结构的磁性隧道结(MTJ)。当前的MTJ只有两种电阻状态，因为它们支持两个磁性层的平行或反平行磁配置。MTJ的两个态在自旋电子学中扮演着关键角色，自旋电子学是电子学的一个分支。除了传统电子学中使用的电子电荷，它还使用了与电子自旋相关的磁矩。
现在，来自Bar-Ilan大学物理系和纳米技术与先进材料研究所的研究人员，以及来自Tesnico高级研究所(IST)、Lisbon大学和INESC微系统与纳米技术公司的团队，共同引入了一种新型的四阻MTJ态，并成功演示了自旋电流在态之间的切换。通过用两个交叉的椭圆形结构替换其中一个磁性层来实现状态数量的增加。
Lior Klein教授说，“正如最近显示的，N个交叉椭圆的结构可以支持2到2N个态的幂，目前的结果可能为具有更大电阻态的MTJ铺平道路。”宜兰大学物理系系主任，巴里兰集团的领导包括Shubhankar Das博士、Ariel Zaig博士和Moty Schultz博士。Susana Cardoso教授与Diana C. Leitao博士共同领导了Tesnico高等研究所(IST)、Lisbon大学和INESC微系统和纳米技术研究所的研究小组。克莱恩补充说：“这种MTJ可以使新的自旋电子学设备成为可能，例如可以更密集地存储数据的多层MRAM，或者在执行认知任务时遇到人工智能挑战的神经形态记忆。”
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