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電流-磁区経路分離型磁壁移動スピンロジックによる不揮発性論理回路の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13805
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関九州大学

研究代表者

黒川 雄一郎  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (20749535)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード電流誘起磁壁移動 / スピンオービットトルク / 希土類フェリ磁性体 / スピン軌道トルク / ロジック回路 / 不揮発性 / 磁性細線 / spin orbit torque / スピンロジック / スピンホール効果 / ジャロシンスキー守谷相互作用
研究成果の概要

本研究の目的は磁壁を利用したロジック回路を作製し、動作を検証することである。これに対し、まず、Y字型の回路を作製し、研究を行った。その結果、Y字型細線の合流部の太さを変更することにより、合流部での磁壁の動きが変化することが分かった。また、磁壁を動かす駆動トルクの効果的利用の検討として、希土類フェリ磁性体をベースにした様々な磁性材料の駆動トルクを測定した。その結果、希土類磁性体は小さな飽和磁化を持つがために効率的な駆動トルクの活用ができることを発見した。これらの成果は9件の学会発表として公表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、クラウドコンピューティングを代表とした情報技術の発展により、コンピュータは社会の中でさらに重要性を増してきている。一方で、全世界のIT機器の消費電力量は2015年の時点で約1500TWh/年であり、2025年には約三倍になると予想されている。したがって、その省電力化は急務である。本研究で作製した不揮発性を有するロジック回路は将来的にこれらのIT機器に搭載されることにより、低消費電力を有し同時に優れた演算性能を発揮することが可能である。また、その駆動トルクに関する成果は希土類フェリ磁性体の磁気物理特性を明らかにするものである。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) 学会発表 (7件)

  • [国際共同研究] massachusetts institute of technology(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 電流誘起磁壁移動現象を用いたロジック回路の作製2019

    • 著者名/発表者名
      黒川雄一郎, 若江将和, 伊藤正裕, 木村圭伸, 鷲見 聡, 粟野博之, 大西紘平, 湯浅裕美
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 119 ページ: 33-37

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tb-Fe細線を用いた電流誘起磁化反転の観察とスピンオービットトルクの測定2020

    • 著者名/発表者名
      藤本 真大, 若江 将和, 伊藤 正裕, 黒川 雄一郎, 湯浅 裕美
    • 学会等名
      第67回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Observation of spin orbit torque magnetization switching without external magnetic field in wire fabricated by magnetic field applied sputtering method2020

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kurokawa, Masakazu Wakae, Masahiro Fujimoto, Masahiro Itoh, Hiromi Yuasa
    • 学会等名
      第67回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tb-Gd-Fe細線におけるTb組成と重金属下地が及ぼすスピンオービットトルクへの影響2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 正裕, 若江 将和, 黒川 雄一郎, 湯浅 裕美
    • 学会等名
      2019年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電流誘起磁壁移動現象を用いたロジック回路の作製2019

    • 著者名/発表者名
      黒川雄一郎, 若江将和, 伊藤正裕, 木村圭伸, 鷲見 聡, 粟野博之, 大西紘平, 湯浅裕美
    • 学会等名
      MRIS研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tb-Gd-Fe細線におけるスピンオービットトルクのTb組成依存性2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 正裕, 若江 将和, 黒川 雄一郎, 大西 絋平, 湯浅 裕美
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of spin-orbit torque magnetization switching in Gd-Fe perpendicular magnetized wire with IrMn cap layer2019

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Wakae, Masahiro Itoh, Yuichiro Kurokawa, Kohei Ohnishi, Hiromi Yuasa
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of Y-shaped magnetic wire logic device by current-induced domain wall motion2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kurokawa, Masakazu Wakae, Masahiro Itoh, Satoshi Sumi, Hiroyuki Awano, Kohei Ohnishi, Hiromi Yuasa
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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