磁阻随机存取存储器（MRAM）是一种非易失性存储器技术，它依赖于两个铁磁层的相对磁化状态来存储二进制信息。以下是关于MRAM状态的详细解释：

一、基本状态

1. 存储单元结构：

• MRAM的存储单元主要由磁性隧道结（MTJ）构成，MTJ由两层磁性材料和一层薄绝缘层组成。

• 其中一层磁性材料的磁化方向是固定的（称为固定层），而另一层磁性材料的磁化方向可以根据外加磁场或电流的方向进行翻转（称为自由层）。

2. 存储状态：

• 当固定层和自由层的磁化方向相同时（平行状态），MTJ的电阻较低，这种状态对应于逻辑值“0”。

• 当固定层和自由层的磁化方向相反时（反平行状态），MTJ的电阻较高，这种状态对应于逻辑值“1”。

二、写入状态

1. 写入原理：

• MRAM的写入操作是通过改变自由层的磁化方向来实现的。

• 这可以通过施加外部磁场、利用自旋转移扭矩（STT）效应或自旋轨道扭矩（SOT）效应来实现。

2. 写入过程：

• 在STT-MRAM中，写入电流通过MTJ时，电子的自旋方向会被固定层的磁化方向所偏置，这些自旋电子撞击自由层，导致其磁化方向翻转。

• 在SOT-MRAM中，写入电流在平面内流动，通过自旋轨道相互作用产生扭矩，以改变自由层的磁化状态。

三、读取状态

1. 读取原理：

• MRAM的读取操作是通过测量MTJ的电阻变化来实现的。

• 读取过程不会改变自由层的磁化状态。

2. 读取过程：

• 在MTJ上施加一个小的读取电压，这个电压足够小，不会引起自由层的磁化翻转。

• 通过测量流过MTJ的电流来确定其电阻状态，从而判断存储的是“0”还是“1”。

四、状态保持与恢复

1. 非易失性：

• 由于铁磁体的磁性不会由于断电而消失，故MRAM具备非易失性。

• 这意味着即使断电，MRAM中存储的数据也不会丢失。

2. 数据恢复：

• 当MRAM重新上电时，其存储的数据会自动恢复，无需进行额外的读取或恢复操作。

综上所述，MRAM的状态包括存储状态（逻辑值“0”和“1”）、写入状态（通过改变自由层的磁化方向来实现）以及读取状态（通过测量MTJ的电阻变化来实现）。此外，MRAM还具有非易失性特点，能够保持存储的数据在断电后不会丢失。