2018 Fiscal Year Annual Research Report
電気磁気効果に基づく局所磁化反転とTbit/inch2級超高密度記録への展開
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16H02389
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中谷 亮一 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60314374)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 光 大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (20506258)
白土 優 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70379121)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 磁気記録 / 電気磁気効果 / Cr2O3 / 磁区 / 磁壁 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、Ｃｒ２Ｏ３薄膜の電気磁気効果に基づく電場誘起磁化反転を微小サイズ素子に対して適用することで、磁場＋電場による局所磁化反転の基盤技術を開発すること、ならびにそのメカニズムを解明することを最大の目的としている。平成２９年度までに電場誘起磁化反転条件のＣｒ２Ｏ３膜厚依存性、温度依存性、マイクロドットにおける電場誘起磁気反転、磁区構造観察に基づく電場誘起磁化反転プロセスの可視化、などの成果を上げてきた。平成30年度は、これらの成果をベースとして、主に以下の成果を得た。
（１） 磁区構造観察に基づいて、反強磁性Ｃｒ２Ｏ３層の電場誘起磁化反転が逆磁区生成、磁壁伝搬によって生じていることを明らかにした。この磁化反転プロセスは、通常の強磁性体と同様の磁化反転プロセスであることを示唆する。
（２） （１）の技術を基に、パルス電圧を用いることで磁化反転プロセスのダイナミクスに迫ることができ、現状素子における磁化反転時間（書き込み時間に相当）を定量的に評価する手法を開発した。
（３） 電場誘起磁化反転の閾電界を基に、電気磁気効果誘起磁化反転のエネルギー式を明らかにした。
また、これらの成果と別に、
（４） Ｃｒ２Ｏ３層を用いた交換バイアスの発現メカニズムについても検討した結果、電場誘起磁化反転のエネルギー障壁となっている結晶粒界での磁化反転エネルギーの低減方法について考案した。平成31年度は、特に（4）の成果を基に、電場誘起磁化反転の低エネルギー化、局所磁化反転の実現を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画で予定していた電気磁気効果に基づく磁化反転エネルギーの定量的解釈、磁化反転プロセスの可視化とそのダイナミクスに関しては着実に成果が上がっている。また、前者についてはCr2O3層の結晶粒界の影響を検討することによって、低エネルギー化の指針を提唱するに至っている。この手法は同時に、局所的な電場印加が可能な方法となる可能性を有しており、平成31年度はこの手法の実現を実験的に検証する段階にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までに得られた成果を基に、Cr2O3層の組織制御に基づいて、電場誘起磁化反転のエネルギー障壁を低減させる方法、ならびに同組織を発展させることで局所的な電場印加が可能な材料・積層系・組織の開発を進める。
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