Magnetic Tunnel Junction Devices Driven by Orbital and Spin Currents

• Project/Area Number: 24K17316
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 張 超亮 東北大学, 工学研究科, 助教 (80807678)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2028: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2027: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: スピントロニクス

Outline of Research at the Start

スピン軌道トルク磁気トンネル接合素子は、高感度な3軸生体磁気センサへの応用が期待される。本研究では、このような磁気センサのエネルギー消費を低減し、感度を向上させるため、非磁性金属と二次元材料における軌道流の生成とスピン流への変換メカニズムついての理解を深化させ、エネルギー消費を低減させるための新規材料を開発する。さらに、二次元材料の障壁層を用いた磁気トンネル接合のトンネル磁気抵抗およびトンネル磁気抵抗ノイズの起源を理解し、高機能な生体磁気センサの実現するための材料を探索する。本研究は、精密診断、医学研究、およびブレイン・マシン・インタフェースの応用分野に革新的な進展をもたらす事が期待される。