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強磁性酸化物を用いた人工積層膜の電圧駆動メモリデバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K15044
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

大島 大輝  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任助教 (60736528)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード強磁性絶縁体 / 電圧印加 / 垂直磁気異方性 / スピントロニクス / Niフェライト / 人工積層膜 / 電圧駆動
研究開始時の研究の概要

現在のスピントロニクスデバイスにおいては,電流誘起の磁化反転手法が主流であるが,省電力化のためには電圧誘起の磁化反転手法が望ましい.本研究課題では,電圧誘起磁化反転手法に適する材料として,【強磁性絶縁体 / 強磁性金属 / 非磁性金属】の繰り返し構造を有する人工積層膜を提案し,その基礎的特性・動作に関する研究を行う.

研究成果の概要

電圧駆動メモリデバイスへの応用を目指し、マグネトロンスパッタ法により強磁性酸化物/強磁性金属/非磁性金属の繰り返し積層構造を作製し、その評価を行った。今回強磁性酸化物として使用したZnフェライトは強磁性金属FeCo/非磁性金属W上に結晶成長することを確認し、また、積層構造において、メモリデバイスへの応用を考えると重要な垂直磁気異方性が大きくはないが確認され、本研究で提案する材料系の可能性を示すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、電圧駆動メモリデバイスの基本構造は強磁性金属/非磁性絶縁体の構造であるが、その構造では繰り返し積層して体積を増やしていくことは難しいと考えられる。一方、全てが磁気的に結合した強磁性絶縁体/強磁性金属/非磁性金属構造が実現できれば、繰り返し回数を大きくしてもメモリ機能は維持できると考えられる。本研究期間内では、電圧による磁気特性の変調を確認するまでには至れなかったが、提案する構造において、結晶成長すること、目標とする磁気特性を得ることに成功した。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] MnGa Film with (001) Texture Fabricated on Thermally Oxidized Si Substrate Using CoGa Buffer Layer2020

    • 著者名/発表者名
      Miwa Y.、Oshima D.、Kato T.、Iwata S.
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 44 号: 5 ページ: 117-121

    • DOI

      10.3379/msjmag.2009r003

    • NAID

      130007895397

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly (001) oriented MnAl thin film fabricated on CoGa buffer layer2020

    • 著者名/発表者名
      Oshima Daiki、Kato Takeshi、Iwata Satoshi
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 10 号: 2 ページ: 025012-025012

    • DOI

      10.1063/1.5130452

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Thermally assisted STT switching of hybrid memory layer consisting of low TC CoPd/Pd and high TC Co/Pd multilayers2020

    • 著者名/発表者名
      W. Zhao, T. Kato, D. Oshima, Y. Sonobe, S. Takahashi, S. Iwata
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Perpendicular anisotropy and damping of MgO/Fe/Au trilayers with broken inversion symmetry2020

    • 著者名/発表者名
      N. Kamiya, T. Kato, D. Oshima, S. Iwata
    • 学会等名
      Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] [CoPd/Pd]/[Co/Pd]ハイブリッドメモリ層の熱アシスト2020

    • 著者名/発表者名
      趙望臻,加藤剛志,大島大輝,園部義明,高橋茂樹,岩田聡
    • 学会等名
      第44回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] MgO/Co/Pt積層膜における磁気異方性およびダンピング定数の電界効果2020

    • 著者名/発表者名
      砂古口藍子,大島大輝,岩田聡,加藤剛志
    • 学会等名
      第44回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Electric-field-assisted Spin Hall Magnetization Switching in MgO/Co/Pt Trilayers2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kunishima, X. Zhou, D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
    • 学会等名
      Magnetics and Optics Research International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Voltage control of spin Hall switching in perpendiculary magnetized MgO/Co/Pt trilayers2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kunishima, X. Zhou, D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MgO/Co/Pt積層膜における電界アシストスピン軌道トルク磁化反転2019

    • 著者名/発表者名
      國島和哉, 周興, 大島大輝, 加藤剛志, 岩田聡
    • 学会等名
      第43回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CoGa下地層を用いたMnAl(001)配向膜の形成2019

    • 著者名/発表者名
      大島大輝,加藤剛志,岩田聡
    • 学会等名
      第43回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱処理したFe3O4/Crスパッタ積層膜の垂直磁気異方性2019

    • 著者名/発表者名
      大島大輝,加藤剛志,岩田聡
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Highly (001) oriented MnAl film fabricated on CoGa buffer layer2019

    • 著者名/発表者名
      D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
    • 学会等名
      Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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