| 研究課題/領域番号 |
16K17509
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
応用物性
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
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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| 研究協力者 |
今村 裕志
荒井 礼子
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | MRAM / スピントルク / 電圧トルク / 垂直磁化 / コーン磁化 / 一軸磁気異方性 / スピンエレクトロニクス |
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| 研究成果の概要 |
SRAMおよびDRAM代替向けの磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)素子のデザインを行った。まず、高速・低消費電力なスピン移行トルク(STT)書き込みが可能な垂直磁化型MRAM素子を提案した。この記録層は二次の垂直磁気異方性をもつ。
STT-MRAMにより低消費電力で書き込みが可能なため電圧トルク(VT)書き込み型のMRAMも注目を集めている。コーン磁化状態と形状磁気異方性を組み合わせて記録層の初期磁化状態を制御することで、無磁界電圧トルク磁化反転が可能なMRAM素子を提案した。ダンピングトルクを積極的に利用することで電圧パルス時間幅の許容範囲が広い垂直磁化型VT-MRAM素子も提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二次の垂直磁気異方性をもつ記録層の採用により、書き込みに必要な電流を上げずに熱擾乱耐性を上昇できる上に、バイアス電流の印加により現れるコーン磁化を経由させることで高速書き込みが可能になるという基本原理を発見できた。また外部磁界を必要としない電圧書込み型MRAM素子によって高記録密度化と低コスト化が期待される。電圧パルス時間幅の許容範囲が広いMRAM素子は、電圧源および記録層磁化の歳差時間のバラツキがあっても高い信頼性での電圧書き込みを可能にするものである。本研究の成果によって、SRAMおよびDRAMを不揮発性のMRAMで置き換えることが可能となり、IT 機器の大幅な省エネ化が期待される。
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