Development of a novel analysis method of spin-torque oscillators for understanding the magnetization dynamics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K20434
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0302:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: SUTO Hirofumi 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, 主任研究員 (00912940)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: スピントルク発振素子 / 同期 / 磁気記録 / マイクロ波アシスト / 負のスピン分極

Outline of Final Research Achievements

Spin-torque oscillators have been studied for applications such as magnetic recording. In this research, we worked on understanding the magnetization dynamics and improving the performance of spin-torque oscillators by conducting research on the following topics. We developed a novel analysis method for spin-torque oscillators using injection locking, which has advantages over the conventional method based on microwave electrical signals from spin-torque oscillators. We evaluated the spin torque efficiency of FeCr, which has negative spin polarization and can achieve novel device structures of spin-torque oscillators.

Free Research Field

スピントロニクスデバイス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スピントルク発振素子は、微細なサイズ・直流電流を通電することでサブGHz～数10GHzの磁化振動が励起可能という特徴を有し、磁気記録応用・高周波デバイス応用から研究されている。特に磁気記録応用である、マイクロ波アシスト磁気記録は、現在停滞しているHDDの記録密度を飛躍的に向上させることのできる技術であり、近年の情報爆発に伴い問題となっているデータセンタの消費電力を削減につながる。スピントルク発振素子の高速な磁化ダイナミクスを解析し制御することは困難であり、実用化への障壁となっている。この課題を解決することで、スピントルク発振素子の実用化につなげる。