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2012 Fiscal Year Annual Research Report

新規スピンダイナミクスデバイスの研究

Research Project

Project/Area Number 23221008
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

小野 輝男  京都大学, 化学研究所, 教授 (90296749)

Project Period (FY) 2011-05-31 – 2016-03-31
Keywordsスピントロニクス
Research Abstract

本研究の目的は、磁壁や磁気渦の電流誘起スピンダイナミクスを利用した新規省エネルギーデバイスを作製し基本動作を確認することである。具体的には、磁気コアメモリー、レーストラックメモリー、磁壁発振器の3つのデバイスに取り組む。磁気コアメモリーは、磁気コアの向きをビット情報とする不揮発性磁気メモリーであり、電流誘起磁気コア反転を情報書き込みに利用し、磁気コアの向きをトンネル磁気抵抗素子によって読み出す。レーストラックメモリーは、IBMが提案した不揮発性多値メモリーであり、ハードディスクやフラッシュメモリーを省電力と廉価性の面で凌駕する大容量メモリーとして期待されている。磁壁発振器は、電流によって誘起された磁壁の回転運動をマイクロ波に変換するデバイスであり、マイクロ波の周波数を電流密度で制御できる、出力がトンネル磁気抵抗素子への印加電圧で制御できるなどのこれまでのマイクロ波発振器にない特徴を持つ。以下に具体的研究実績を記述する。(1)磁気コアメモリー:今年度までに、トンネル磁気抵抗素子を付加したデバイスを用いて、電流誘起磁気コア反転(情報書き込みに対応)、および電気的磁気コア方向の検出(情報読み出しに対応)に成功し、当初目的を達成した。
(2)レーストラックメモリー:垂直磁化Co/Ni膜を用いて作製した磁性細線において、電流による磁壁の動的制御に成功した。またMgO/Co/Ni膜においては、従来と異なり磁壁が電流方向に移動することを見出した。(3)磁壁発振器:Co/Ni多層膜を50nm程度の細線に加工する技術とその細線に磁壁を導入する技術が確立した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

磁気コアメモリーの研究において、トンネル磁気抵抗素子を付加したデバイスを用いて、電流誘起磁気コア反転(情報書き込みに対応)、および電気的磁気コア方向の検出(情報読み出しに対応)に成功し、当初目的を達成した。

Strategy for Future Research Activity

磁気コアメモリーの研究において当初目的を達成したので、今後は、レーストラックメモリーと磁壁発振器の研究に注力する。

  • Research Products

    (10 results)

All 2012

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Time-Domain Measurement of Current-Induced Spin Wave Dynamics2012

    • Author(s)
      Koji Sekiguchi
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 108 Pages: 017203

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.108.017203

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Current-Induced Domain Wall Motion in Perpendicularly Magnetized Co/Ni Nanowire under In-Plane Magnetic Fields2012

    • Author(s)
      Yoko Yoshimura
    • Journal Title

      Appl. Phys. Express

      Volume: 5 Pages: 063001

    • DOI

      10.1143/APEX.5.063001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature dependence of carrier spin polarization determined from current-induced domain wall motion in a Co/Ni nanowire2012

    • Author(s)
      Kohei Ueda
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 100 Pages: 20240

    • DOI

      10.1063/1.4718599

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin-motive force due to a gyrating magnetic vortex2012

    • Author(s)
      Kenji Tanabe
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 3 Pages: 845

    • DOI

      10.1038/ncomms1824

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Current-induced magnetic domain wall motion below intrinsic threshold triggered by Walker breakdown2012

    • Author(s)
      Tomohiro Koyama
    • Journal Title

      Nature Nanotechnology

      Volume: 7 Pages: 635-639

    • DOI

      10.1038/nnano.2012.151

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Physics and Applications of Current-Induced Domain Wall Motion in Magnetic Nano-wires2012

    • Author(s)
      Teruo Ono
    • Organizer
      Workshop on Innovative Nanoscale Devices and Systems
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      20121204-20121204
    • Invited
  • [Presentation] Physics and applications of current-induced domain wall motion in magnetic nanowires2012

    • Author(s)
      Teruo Ono
    • Organizer
      6th International Workshop on Advanced Materials Science and Technology
    • Place of Presentation
      Ha Long City, Vietnam
    • Year and Date
      20121101-20121101
    • Invited
  • [Presentation] Current-induced domain wall motion in perpendicularly magnetized nanowires2012

    • Author(s)
      Teruo Ono
    • Organizer
      XXI International Materials Research Congress
    • Place of Presentation
      Cancun, Mexico
    • Year and Date
      20120814-20120814
    • Invited
  • [Presentation] Current-induced domain wall motion in perpendicularly magnetized nanowire2012

    • Author(s)
      Teruo Ono
    • Organizer
      International Conference on Magnetism
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      20120712-20120712
    • Invited
  • [Presentation] Current-induced domain wall motion in perpendicularly magnetized Co/Ni nanowires2012

    • Author(s)
      Teruo Ono
    • Organizer
      Korean Physical Society meeting
    • Place of Presentation
      Daejeon, Korea
    • Year and Date
      20120426-20120426
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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