2016 Fiscal Year Research-status Report
A study on magnetization reversal of nano-magnet using magnetic tunnel junctions
| Project/Area Number |
16K18084
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
佐藤 英夫 東北大学, スピントロニクス学術連携研究教育センター, 准教授 (80599514)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 磁気トンネル接合 / 磁化反転 / 垂直容易軸 / 磁化反転磁界 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ナノ磁性体は、ハードディスクドライブやスピン移行トルクを用いた不揮発メモリなどの応用で用いられている。そのような応用では、情報保持時間を決めるエネルギー障壁が重要な特性の一つである。エネルギー障壁を正しく評価するためには、磁化反転機構を理解することが重要である。また、ナノ磁性体の磁化反転機構はこれまで長く議論されてきたが、未だ充分に理解されているとは言いがたい。本研究の目的は、ナノ磁性体の磁化状態を検出するために適した磁気トンネル接合を用いて、磁化反転磁界の角度依存性を評価し、その評価を通して、ナノ磁性体の磁化反転機構を理解することである。本年度は、数値計算によるデバイス構造の設計、用いる材料の特性評価、磁気トンネル接合の作製、作製した直径20 nm程度の磁気トンネル接合の磁化反転磁界の角度依存性の評価を行った。
はじめにデバイス構造の設計を行った。磁気トンネル接合では、二つの強磁性体が用いられるために、磁化が反転しやすい層はもう一方の強磁性層からの磁界を感じる。数値計算により、もう一方の強磁性層から印加される磁界の不均質性が小さくなるようにデバイスを設計した。次に、設計したデバイス構造を適用した磁気トンネル接合を作製し、直径20 nm程度の磁気トンネル接合を作製した。作製前に用いる材料の特性を評価し、直径30 nm程度までは室温での動作に問題がないことを確認した。直径20 nm程度の磁気トンネル接合の磁化反転磁界の角度依存性を幅広い温度で測定し、一斉磁化反転が生じていることを明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の予定では、平成28年度に数値計算を用いてデバイス構造を設計し、平成29年度に用いる材料の評価・デバイス作製・作製したデバイスの磁化反転磁界の角度依存性の評価を行う予定であった。実際には、平成28年度中に作製したデバイスの磁化反転磁界の角度依存性まで行い、直径20nm程度の磁気トンネル接合の磁化反転機構を明らかにすることに成功した。以上のことから、当初の計画以上に進展していると判断する。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は、最終年度となる。初めに、平成28年度に得られた結果に関して論文を執筆する。その後、デバイスサイズが異なる磁気トンネル接合を作製し、その磁化反転磁界の角度依存性を5K程度の低温から室温まで評価する。以上の研究を通して、デバイスサイズ・測定温度と磁化反転機構の関係を総合的に理解する。また、得られた結果については、国際学会ならびに国内学会にて発表し、成果を社会へと還元する。
|
