Theoretical study on next-generation ultra-high speed true random number generator using spintronics technique and control of magnetization switching

Research Project

Project/Area Number	24K08237
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 29010:Applied physical properties-related
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	山路俊樹国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30432355)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐々木悠太国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究センター, 独立研究者 (60855782)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords	全光型磁化反転 / レーザー励起 / 物理乱数発生器 / LLGシミュレーション / スピントロニクス
Outline of Research at the Start	磁化反転が等反転確率となる条件に着目して1THzを超える次世代超高速且つ高密度物理乱数発生器を実現する反転制御手法の確立を目指す。まず、等反転確率を与える磁化反転に必要な臨界条件を理論的に決定する。次に、パルスレーザーなど外部アシスト下でのスピンダイナミクスのシミュレーションを行い、等反転確率に寄与する磁化モードの詳細な同定を行う。さらに、熱安定性・製造ばらつき耐性の向上、乱数ビット操作法の構築、高速化・集積化に向けた設計を行う。スピントロニクス技術を用いた次世代物理乱数発生器の実現により、情報デバイス業界におけるブレイクスルーへの貢献が期待される。