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スピン軌道トルクを用いた新規磁化制御方式の研究と3端子磁気メモリ素子への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K13964
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関東北大学

研究代表者

深見 俊輔  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (60704492)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードスピン・軌道相互作用 / スピン軌道トルク / 集積回路 / 3端子磁気メモリ素子 / スピンホール効果 / 3端子磁気メモリ素子
研究成果の概要

高性能低消費電力集積回路への応用が期待される新規磁化反転方式を提案し、その動作実証、及び物理的機構の解明、ならびに集積回路応用に向けた基盤技術の構築に取り組んだ。ここ数年盛んな研究が行われている、スピン・軌道相互作用を用いた磁化制御技術―スピン軌道トルク磁化反転―の新方式を考案し、閾電流密度を決める物理的因子やナノ秒ダイナミクスを明らかにした。またサブナノ秒での磁化反転や無磁場動作を実現した。これらによってスピン軌道トルク磁化反転技術の集積回路応用への学理・技術基盤が構築された。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 17件、 招待講演 20件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetization switching schemes for nanoscale three-terminal spintronics devices2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami and H. Ohno
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 印刷中

    • NAID

      210000148117

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] スピン軌道トルクによる高速磁化反転とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      深見俊輔、大野英男
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007715552

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A spin-orbit torque switching scheme with collinear magnetic easy axis and current configuration2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, T. Anekawa, C. Zhang, and H. Ohno
    • 雑誌名

      Nature Nanotechnology

      巻: Online publicataion 号: 7 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1038/nnano.2016.29

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A sub-ns spin-orbit torque switching device for ultralow-power integrated circuits2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami and H. Ohno
    • 学会等名
      28th “The Magnetic Recording Conference (TMRC 2017)
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      2017-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spin-orbit torque memory devices for integrated-circuit application2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami and H. Ohno
    • 学会等名
      29th International Conference on Defects in Semiconductor (ICDS 2017)
    • 発表場所
      島根県松江市
    • 年月日
      2017-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analog Spintronics Device Based Artificial Neural Network2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami and H. Ohno
    • 学会等名
      Dagstuhl Seminar 17061 “Wildly Heterogeneous Post-CMOS Technologies Meet Software,”
    • 発表場所
      Dagstuhl, Germany
    • 年月日
      2017-02-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] スピン軌道トルク磁化反転とその不揮発集積回路応用2016

    • 著者名/発表者名
      深見俊輔、大野英男
    • 学会等名
      平成28 年度 東北大学 電気通信研究所 共同プロジェクト研究会 『電荷とスピンの制御に基づく精密物性科学の構築とデバイス応用』
    • 発表場所
      茂庭荘(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-11-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spin-orbit torque switching for integrated circuits: from sub-ns memory to artificial intelligence2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, A. Kurenkov, W. A. Borders, T. Kanemura, T. Anekawa, A. Ohkawara, C. Zhang, S. DuttaGupta, and H. Ohno
    • 学会等名
      14th RIEC International Workshop on Spintronics
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetization Switching by Spin-Orbit Torque in an Antiferromagnet-Ferromagnet Bilayer System2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, A. Kurenkov, W. A. Borders, T. Kanemura, C. Zhang, S. DuttaGupta, and H. Ohno
    • 学会等名
      61th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana, USA
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nonvolatile Spintronics Devices for Integrated Circuit Applications2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami and H. Ohno
    • 学会等名
      MAINZ Summer School “New Direction in Spintronics Research”
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Field-Free Spin-Orbit Torque Induced Switching in an Antiferromagnet-Ferromagnet Bilayer System2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, A. Kurenkov, W. A. Borders, T. Kanemura, C. Zhang, S. DuttaGupta, and H. Ohno
    • 学会等名
      Workshop on Antiferromagnetic Spintronics
    • 発表場所
      Mainz, Germany
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Three-terminal spintronics devices with spin-orbit torque induced switching for ultra-low power and high-performance integrated circuits2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, C. Zhang, S. DuttaGupta, A. Kunrekov, T. Anekawa, A. Ohkawara, and H. Ohno
    • 学会等名
      第40回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-terminal spin-orbit torque switching devices2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, C. Zhang, T. Anekawa, A. Ohkawara, S. DuttaGupta, A. Kurenkov, and H. Ohno
    • 学会等名
      SPIE - Spintronics IX
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Three-terminal spin-orbit torque switching devices2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, C. Zhang, T. Anekawa, A. Ohkawara, S. DuttaGupta, A. Kurenkov, and H. Ohno
    • 学会等名
      SPIE: Spintronics IX
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3端子スピン軌道トルク磁気メモリ素子-高速低消費電力不揮発性集積回路の実現を目指して-2016

    • 著者名/発表者名
      深見 俊輔、姉川 哲朗、大河原 綾人、張 超亮、大野 英男
    • 学会等名
      電気情報通信学会ITE-IST/SDM/ICD研究会
    • 発表場所
      中央電気倶楽部(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spin-orbit torque induced switching for high-speed and reliable memory devices2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, C. Zhang, T. Anekawa, A. Ohkawara, S. DuttaGupta, A. Kurenkov, and H. Ohno
    • 学会等名
      Core-to-Core International Workshop Kaiserslautern-Sendai-York
    • 発表場所
      Kaiserslautern, Germany
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spin-orbit torque induced switching for high-speed and reliable memory devices2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, C. Zhang, T. Anekawa, A. Ohkawara, S. DuttaGupta, A. Kurenkov, and H. Ohno
    • 学会等名
      Core-to-Core International Workshop Kaiserslautern-Sendai-York, Kaiserslautern
    • 発表場所
      Kaiserslautern, Germany
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A sub-ns three-terminal spin-orbit torque induced switching device2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, T. Anekawa, A. Ohkawara, C. Zhang, and H. Ohno
    • 学会等名
      2016 Symposia on VLSI Technology and Circuits
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A sub-ns three-terminal spin-orbit torque induced switching device2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, T. Anekawa, A. Ohkawara, C. Zhang, and H. Ohno
    • 学会等名
      2016 Symposia on VLSI Technology and Circuits
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-Terminal Spintronics Devices for Integrated Circuits2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, C. Zhang, S. DuttaGupta, A. Kurenkov, and H. Ohno
    • 学会等名
      The 7th IEEE International Nanoelectronics Conference 2016 (IEEE INEC2016)
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      2016-05-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Current Status and Future Outlook of Three-Terminal Spintronics Devices2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, C. Zhang, S. DuttaGupta, A. Kurenkov, T. Anekawa, and H. Ohno
    • 学会等名
      2016 Spintronics Workshop on LSI
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Three-terminal spin-orbit torque switching devices2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, C. Zhang, T. Anekawa, A. Ohkawara, S. DuttaGupta, A. Kurenkov, and H. Ohno
    • 学会等名
      Qualcomm Seminar on MRAM technologies
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] スピン軌道トルク磁化反転とその集積回路応用2016

    • 著者名/発表者名
      深見俊輔、張超亮、姉川哲朗、Samik DuttaGupta、Aleksandr Kurenkov、大野英男
    • 学会等名
      日本磁気学会第208回研究会
    • 発表場所
      中央大学(東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピントロニクス集積回路 - 超低消費電力IoT社会の実現に向けて -2016

    • 著者名/発表者名
      深見俊輔、大野英男
    • 学会等名
      <ImPACT佐橋プログラム ワークショップ> 「次世代メモリの開発動向と今後 >> の省電力化技術」
    • 発表場所
      JST東京本部別館(東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン軌道トルク磁化反転とそのデバイス応用2015

    • 著者名/発表者名
      深見俊輔、張 超亮、姉川哲朗、Samik DuttaGupta、Aleksandr Kurenkov、大野英男
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所共同プロジェク研究S研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A three-terminal spin-orbit torque device with a new configuration2015

    • 著者名/発表者名
      T. Anekawa, C. Zhang, S. Fukami, and H. Ohno
    • 学会等名
      International Workshop: Spintronics (13th RIEC International Workshop on Spintronics)
    • 発表場所
      Tohoku University, Japan (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピン軌道トルク磁化反転のパルス幅依存性2015

    • 著者名/発表者名
      姉川哲朗、張超亮、深見俊輔、大野英男
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Proposal and demonstration of a new spin-orbit torque induced switching device2015

    • 著者名/発表者名
      S. Fukami, T. Anekawa, C. Zhang, and H. Ohno
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference (Intermag2015)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 磁気抵抗効果素子、及び磁気メモリ装置2015

    • 発明者名
      深見俊輔、張超亮、姉川哲朗、大野英男、遠藤哲郎
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-07-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-12-27  

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