2014 Fiscal Year Research-status Report
圧電素子と磁気抵抗変化素子の融合による超低消費電力磁化反転技術の創出
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26870192
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高村 陽太 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (20708482)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / 超磁歪 / 逆磁歪効果 / 圧電体 / 逆ピエゾ効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，超磁歪層を情報記録層として用いた磁気抵抗素子と圧電体を融合したデバイスを作製し，電流によるスピン注入と圧電体により誘起される逆磁歪効果を併用した超低消費電力磁化反転動作を実証することを目的とする．本課題では，(1)超磁歪材料薄膜に関する材料開発，(2)逆磁歪効果測定装置の設計と作製，(3)逆磁歪効果を組み入れた磁化反転動作のシミュレーションの3本の柱を立てて，研究を遂行している．
(1)超磁歪薄膜に関する実験では，超磁歪材料SmFe2ターゲットを購入し，7限対向ターゲット式スパッタ法でSmFe2薄膜を形成した．様々な下地層上でSmFe2薄膜を形成し，誘導結合プラズマ法(ICP-OES)やX線回折(XRD)，原子間力顕微鏡(AFM)，試料振動型磁力計(VSM)により組成，結晶構造，表面構造，磁化特性の評価を行い，磁性膜としての基本特性を調べた．さらにハーフメタル強磁性体との積層構造も作製した．
(2)逆磁歪効果測定装置の設計と作製では，既存のVSM装置のサンプルホルダーを改造し，圧力を印加しながら磁化測定を行える測定装置の設計を行った。特に3Dプリンターを活用し，27年度にサンプルホルダーを作成する予定である．
(3)シミュレーションでは，逆磁歪効果を組み込んだ磁化の運動方程式(LLG方程式)を用いた磁化反転動作のシミュレーション環境を立ち上げた．磁化反転に必要な電流密度やその際の磁化の軌道を明らかにできる．その結果，印加圧力には最適値が存在することと，圧電体での消費エネルギーを考慮しても，消費電流で1桁，消費エネルギーで2桁低減できることを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定通り，磁歪材料の基本特性が取得でき，さらに測定装置の設計，シミュレーション環境の立ち上げを行えたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
進捗状況は良好であるため，計画通り，超磁歪薄膜を用いた磁気抵抗素子を作製する．さらに，評価装置の作製を行い，磁歪係数の測定を行う．また，シミュレーション結果は論文としてまとめる．
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| Causes of Carryover |
逆磁歪効果測定装置が設計の段階で年度末を迎えてしまったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
逆磁歪効果測定装置の作成のために用いる．
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