2017 Fiscal Year Research-status Report
コーン磁化薄膜を利用した高速・低消費電力MRAM素子の理論研究
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16K17509
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
松本 利映 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (10635303)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | スピントルク / 垂直磁化 / 電圧トルク / コーン磁化 / 一軸磁気異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度は、ゼロバイアス電流で垂直磁化状態の薄膜を磁化自由層として用いた場合であっても、二次の磁気異方性を利用することで高速・低消費電力なMRAM素子を実現可能であることを指摘した。平成２９年度は二次の磁気異方性が読出し性能に与える影響について調査した。読出し動作でリード・ディスターバンスと呼ばれる読出し中の誤書き込みが起こり得る。リード・ディスターバンスが起こる確率は、一次だけでなく二次の磁気異方性にも依存する。二次の磁気異方性が書込み性能と読出し性能に与える効果についてまとめ上げ、Physical Review Applied誌において論文発表を行った。本研究成果について外国特許出願を行った。国外での学会(MISM 2017)で招待講演も行った。
また、コーン磁化薄膜を電圧トルクMRAM素子の磁化自由層として応用することも検討した。コーン磁化状態とは一次と二次の磁気異方性の競合により実現する傾いた磁化状態である。コーン磁化状態と形状磁気異方性を組み合わせて初期磁化状態を制御した磁化自由層において、電圧磁気異方性変化を用いた無磁界磁化反転制御が可能であることをマクロスピンモデル計算によって示した。本研究成果について国内特許出願を行い、Physical Review Applied誌のEditors' Suggestionとして論文発表を行った。国内学会(第41回 日本磁気学会学術講演会)において口頭発表を行った。また、平成３０年度中に国際学会(INTERMAG 2018)において口頭発表を行うことが確定している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画書の内容よりインパクトの大きいアイデアを解析的にまとめ上げ、国内特許出願に至ったため。計画書においては電流書込み型のMRAM素子を提案していたが、電圧書込み型とすることで書き込みの消費電力を更に低減することができる。外部磁界を必要としないため高記録密度化と低コスト化が期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
コーン磁化自由層を持つ電圧トルクMRAM素子の発明について特許の外国出願を行う。平成２９年度は絶対零度において電圧トルクMRAM素子の書込み特性の解析を行ったが、平成３０年度は有限温度における書込み特性の解析を行う。有限温度では熱擾乱が書込みエラーを引き起こす。書込みエラー率を解析し、それを抑制できる素子パラメタを提案する。
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| Causes of Carryover |
（理由）合い見積もりにより当初の予定より安く物品や航空券を調達できたため、52,076円が残った。
（使用計画）次年度の物品費および旅費として有効活用したい。
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