2020 Fiscal Year Research-status Report
スピントロニクス技術を用いた人工ニューロンの理論設計
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19K05259
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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) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | スピントロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工ニューロンだけでなく、高速低消費電力な磁気メモリMRAMは機械学習用Approximateコンピューティングへの応用が期待されている。電圧書き込み方式はMRAMの低消費電力書き込みを可能にする方式として注目を集めている。1/1000未満の低い書き込みエラー率が得られる電圧パルス時間幅の許容範囲を長くする方式を申請者は提案していた。この方式を発展させ、さらに低消費電力で書き込みが可能な方式の着想をしていた。通常の電圧書込み方式では電圧印加中に垂直磁気異方性を低下させるが、新しい方式では垂直磁気異方性を増大させる。増大された垂直磁気異方性磁界が高速に磁化を歳差運動させるので電圧パルスは短くて済み、結果的に低消費電力に書込むことができる。
令和2年度は、この低消費電力な電圧書き込み方式のMRAMについての研究結果をまとめあげ、Q1ジャーナルでの論文発表を行った。論文の査読を受ける過程で、電流により生じるスピントルクおよびエルステッド磁界と、電圧パルス形状の鈍り、記録層内の磁化方向の不均一性が書き込みの安定性に及ぼす影響について調査した。まず、エルステッド磁界と磁化分布については、マイクロマグネティック・シミュレーションプログラムであるmumax3において、エルステッド磁界に相当する磁界分布を導入してシミュレーションを行ったところ、書き込みの安定性に与える影響はほとんどないことがわかった。一方で、スピントルクと電圧パルス形状のなまりを考慮するLangevinシミュレーションを実施したところ、それらは書き込みエラー率を悪化させやすことがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
令和2年度は、産業技術総合研究所 エレクトロニクス・製造領域 研究戦略部 研究企画室へ出向し、研究マネジメント業務に専念せざるを得なかったため、新規の研究テーマに取り組むことができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
電圧パルス時間幅の許容範囲を長くする電圧書き込み方式については、書き込みエラー率を低減できれば、非常に使い勝手の良い書き込み方式となるため応用上のインパクトが大きいと期待が高まっている。現実的なパラメタで書き込みエラー率を低減するための方法を検討したい。
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| Causes of Carryover |
令和2年度は、産業技術総合研究所 エレクトロニクス・製造領域 研究戦略部 研究企画室へ出向し、研究マネジメント業務に専念せざるを得なかったため、新規の研究テーマに取り組むための予算使用ができなかった。
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