2016 Fiscal Year Annual Research Report
Observation of room temperature Skyrmions in magnetic nanostructral materials and their low current density drive
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15K13268
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
海住 英生 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (70396323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西井 準治 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60357697)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | スキルミオン / 磁気ナノ構造 / スピントロニクス / 微細加工 / ジャロシンスキー守谷相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子スピンが渦状に並んだ磁気構造体「スキルミオン」は、その駆動電流密度が極めて小さいことから、近年、次世代の超低消費電力磁気メモリ素子として、国内外で大きな注目を集めている。本研究課題では、ジャロシンスキー守谷相互作用が強いナノドット構造鉄、コバルト、銅系合金マイクロ素子を作製し、低電流密度でスキルミオンを駆動させることを目的とする。
本研究目標を達成するため、平成27年度では、スキルミオン駆動実証用のマイクロ素子作製基盤技術の構築を目指した。作製には、電子ビーム描画装置、および集束イオンビーム加工装置を用いた。初めに、電子ビーム描画装置を用いて、ガラス基板上に金/クロムマイクロワイヤ電極を形成した。次に、集束イオンビーム加工装置を用いて、銅系合金を金/クロムマイクロワイヤ電極間に架橋させた。集束イオンビーム加工装置にはマイクロサンプルシステムが搭載されている。そのため、サンプルの切り出し、ピックアップ、セッティングが可能である。本装置を用いて、銅系合金を切り出し、マイクロサイズ化した後、ピックアップし、金/クロムマイクロワイヤ電極間に架橋させた。金/クロム電極と銅系合金間のコンタクト形成にはタングステンデポジション法を用いた。平成28年度では、作製した銅系合金マイクロ素子の電気伝導特性を調査した。その結果、本素子において室温にてオーミック特性を観測することに成功した。次に、ナノドット構造を有する鉄系合金についても同様の加工を実施した。その結果、本技術を用いることで鉄系合金マイクロ素子を作製することに成功した。本作製手法はスキルミオン駆動実証用のマイクロ素子作製基盤技術として極めて有用であることがわかった。
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