Materials research for high-speed and low-power-consumption antiferromagnetic spintronics devices

• Project/Area Number: 25K01276
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: 竹内 祐太朗 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, 研究員 (10882136)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 世伯理 那仁 (S.AminHossein) 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, グループリーダー (10621758) ; 山根 結太 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (30586863)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
• Keywords: スピントロニクス / 反強磁性体 / 磁気トンネル接合

Outline of Research at the Start

反強磁性体をスピンデバイスに用いることで、従来の強磁性体を上回る高速スピン反転や新しいスピン制御手法が発見されている。本研究では反強磁性デバイスの更なる低電流駆動のための材料探索を行うとともに、弱点である低い検出信号を増大することで飛躍的な応用展開を目指す。具体的には、巨視的な時間反転対称性が破れた反強磁性材料である「カイラル反強磁性体」をコア材料に用いたトンネル接合素子によって、高速・低電流制御と高速検出を同時に実行可能な新しい材料・デバイスのプラットフォーム創出を目標とする。