2016 Fiscal Year Annual Research Report
高垂直磁気異方性金属薄膜を用いた超高速マグノントランジスタの実証
| Project/Area Number |
16J07881
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
飯浜 賢志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, スピントロニクス研究センター, 特別研究員(PD)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
|
| Keywords | 異常ホール効果 / スピン軌道トルク / 強磁性共鳴 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的として、垂直磁化膜の磁化をスピン軌道トルクによるゼロ磁場での反転、またはその垂直磁化膜のダンピングの変調を目的とした。スピン軌道トルクを用いた垂直磁化膜のゼロ磁場反転やダンピング変調は３端子MRAMや垂直磁化膜のスピン波を用いたデバイスの実現に向け、必須課題であると考えられる。従来よく研究されてきた重元素のスピンホール効果ではゼロ磁場における反転が不可能であることがわかっており、それはスピンホール効果で生成されるスピン流のスピンの向きが制御できないからである。そこで、我々は強磁性体で発現することで知られている異常ホール効果に着目した。異常ホール効果を用いることでスピン流のスピンの向きを強磁性体の磁化の向きで制御可能になることが期待されるが未だその報告はない。
我々は強磁性体１(CoFeB)/非磁性体/強磁性体２(NiFe)の三層構造における強磁性共鳴測定を行った。バイアス電流を印加することで強磁性体１の異常ホール効果を誘起し、異常ホール効果によって生成されたスピン流が強磁性体２のダンピングを変調することが予期される。強磁性共鳴スペクトルのバイアス電流依存性の測定を試みた結果、強磁性体２のダンピングを反映するスペクトルの線幅がバイアス電流によって変調されていることを観測した。この結果は異常ホール効果によってスピン軌道トルクを生成できることを示す初の観測であり、この結果を今後学術雑誌に投稿する予定である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
最初に行った試料構造では強磁性体にあまり電流が流れない構造であり、異常ホール効果によるスピン軌道トルクは観測できなかった。しかし、試料構造を改善し、異なる強磁性体を積層した、強磁性体１/非磁性体/強磁性体２の三層構造の強磁性共鳴測定を行うことで、異常ホール効果を用いたスピン軌道トルクを観測することができたからである。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究において強磁性体(CoFeB)のスピン流の生成効率が評価できたため、今後は積層構造を改良することで、スピン軌道トルクの増大を目指す。また垂直磁化/面内磁化の交換結合した積層膜を用いることで、垂直方向の成分のスピンをもったスピン流の生成を試みる。
|
-
-
-
[Presentation] Observation of spin torque induced by anomalous Hall effect using spin-torque diode spectrum in magnetic tunnel junction2016
Author(s)
S. Iihama, K. Yakushiji, T. Taniguchi, H. Kubota, S. Tsunegi, S. Tamaru, Y. Shiota, Y. Suzuki, A. Fukushima, and S. Yuasa
Organizer
International workshop on spin transfer
Place of Presentation
Institut Jean Lamour, Nancy, France
Year and Date
2016-09-19 – 2016-09-23
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Investigation of the spin-transfer torque generated by anomalous Hall effect2016
Author(s)
S. Iihama, K. Yakushiji, T. Taniguchi, H. Kubota, S. Tsunegi, S. Tamaru, Y. Shiota, Y. Suzuki, A. Fukushima, and S. Yuasa
Organizer
第７７回応用物理学会 秋季学術講演会
Place of Presentation
朱鷺メッセ, 新潟
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
