2022年 | プレスリリース・研究成果
スピン流を利用した高効率磁化反転の新原理を確立 -スピン流を効率的に利用し、外部磁場不要・30％低電流を実現 -
【本学研究者情報】
〇大学院工学研究科 知能デバイス材料学専攻
教授 好田誠
研究室ウェブサイト
【発表のポイント】
- 不揮発性磁気メモリの高密度化・省電力化が可能な新手法を開発
- 既存の磁化反転方法と比較し30％の低電流密度化を実現
- 大量生産に適用可能な積層構造を用いているため、IoT・AIなどに必要な高密度・省電力記録素子へ応用可能
【概要】
IoTやAIの普及により今後爆発的な情報量増加が見込まれる情報通信社会において、情報を高密度かつ省電力で記録できる不揮発性磁気メモリ(※1)は必要不可欠となります。
東北大学大学院工学研究科・高等研究機構新領域創成部(FRiD)の好田誠 教授、新田淳作 名誉教授らは、韓国科学技術院（KAIST）のJeonchun Ryu研究員(東北大学大学院工学研究科博士課程修了／現Samsung Advanced Institute of Technology)、Byong-Guk Park教授、Kyung-Jin Lee教授と協力して、不揮発性磁気メモリの高密度化に必要不可欠な垂直磁化強磁性体に対して、外部磁場を必要とせずかつ低消費電力で磁化反転可能となる新たな手法を確立しました。スピントロニクスデバイスの大量生産に適した多結晶CoFeB/Ti/CoFeB構造で実現できるため、AI・IoTなど情報社会における高密度・省電力記録技術として期待されます。
本研究成果は4月7日付（英国時間）で英国の科学誌「Nature Electronics」でオンライン公開されました。
図1 新開発の積層構造と得られた信号
(a) 面内磁化した下部強磁性体／非磁性体／垂直磁化した上部強磁性体からなる不揮発性磁気メモリ構造
(b)面内磁場角度を変えて上部強磁性体と下部強磁性体の磁化角度を変化させたときのスピン軌道トルク信号。これまでのモデル(青点線)では説明できない大きな変化が観測され、新しいスピン流成分を考慮したモデルにより実験結果を説明できます(赤実線)。
【用語解説】
※1 不揮発性磁気メモリ
磁石の薄膜を記録層に用いたメモリ。磁石のN 極とS 極に対して「0」と「1」の情報を記録し、磁気抵抗効果を用いて読み出す記録素子。電源を切っても磁石の向きは保持されるため不揮発性を持ち省電力メモリ素子として期待されています。
問い合わせ先
< 研究に関して >
東北大学大学院工学研究科
知能デバイス材料学専攻
教授 好田 誠
電話 022-795-7316
Email: makoto*material.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）
< 報道に関して >
東北大学工学研究科情報広報室
担当 沼澤 みどり
TEL: 022-795-5898
Email: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）
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