Novel magnetic tunneling junction devices with layer number-controlled hexagonal boron nitride sheets

• Project/Area Number: 23K17863
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 吾郷 浩樹 九州大学, グローバルイノベーションセンター, 教授 (10356355)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 六方窒化ホウ素 / 磁気トンネル接合素子 / トンネル磁気抵抗 / 化学蒸着法

Outline of Research at the Start

磁気トンネル接合（MTJ）素子は、トンネル磁気抵抗（TMR）効果と呼ばれる大きな磁気抵抗を示し、MRAMやHDの磁気ヘッドから超高感度磁気センサーまで幅広い応用が進んでいる。代表的なMTJ素子の絶縁層として、酸化マグネシウム（MgO）のエピタキシャル膜が広く知られているが、本研究では最先端の二次元絶縁体である六方晶窒化ホウ素（hBN）を用いて、次世代MTJ素子としての可能性を探索する。特に、当該研究者の有する多層hBNの化学気相成長（CVD）合成技術と組み合わせることで、高い磁気抵抗比を実現し、二次元材料によるイノベーションにつなげていく。