2018年12月5日，我院博士生张帅代表游龙课题组在第64届IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM)会议上做了题为“基于自旋轨道力矩的二态及三态真随机数发生器（Binary and Ternary True Random Number Generators Based on Spin Orbit Torque）”的口头报告。在该论文中，我院硕士生陈惠明与博士生张帅为共同第一作者，游龙教授为通讯作者。同时，该工作也得益于和我院邹雪城教授、美国加州大学伯克利分校许诺博士和湖北大学宋敏讲师的讨论。

   该论文开创性的提出了一种基于自旋轨道力矩器件的真随机数发生器。该器件是在常用的垂直磁化膜Ta/CoFeB/MgO的基础上，制备出200×200 nm2及500×500 nm2的纳米磁性单元。通过Ta的自旋霍尔效应，在Ta层通电流时，会产生自旋流并注入到CoFeB层中。由于自旋流中电子的自旋极化方向为面内方向，CoFeB磁性单元由于受到自旋力矩的作用，将从能量稳态跃迁到亚稳态，即磁化方向从易磁化（垂直）方向拉到难磁化（面内）方向。当电流撤掉后，其磁化方向会回到易磁化方向，即垂直方向，由于物理热噪声影响其将随机地得到垂直向上或者垂直向下的取向。在两种不同尺寸的器件中，分别实现了二态及三态随机数发生器。这种随机数的产生是基于物理层面的，因此称其为真随机数，即不可破解。其中，产生的二态随机数序列在经过三次异或运算之后通过了美国国家标准与技术研究院NIST SP800-22的测试标准，而三态随机数具有更高的安全性和防破解能力。真随机数在密码学中起着重要作用，基于电子自旋的真随机数发生器由于其操作简便、低功耗和保密性能强等优势使其在信息安全研究中具有重要意义。

   始于1955年的IEDM（International Electron Devices Meeting，IEEE国际电子元件会议），在国际微电子领域具有权威的学术地位和广泛的影响力。该会议主要报道国际微电子器件领域的最新研究进展，是著名高校、研发机构和行业领军企业报告其最新研究成果和技术突破的主要平台，每年Intel、Samsung和TSMC等国际知名半导体公司都利用这个会议发布最新的器件技术。