| 研究課題/領域番号 |
20H02185
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 豊田工業大学 |
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研究代表者 |
粟野 博之 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40571675)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
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| キーワード | 磁性細線メモリ / 超高速光磁気記録 / 高速データレート / 高速磁壁移動速度 / 希土類・遷移金属合金 / 短パルス電流高速磁壁駆動 / GdFeCo / 超低消費電力 / 磁性細線 / 電流磁壁駆動 / 電流磁壁移動速度 / 電流パルス幅 / 電流密度 / 角運動量補償組成 / 温度依存性 / 希土類/遷移金属合金・多層膜 / 低電流密度 / ナノインプリントスピンデバイス / 高速磁壁駆動 / g値 / レーストラックメモリ / 磁壁駆動速度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
IoT、ビッグデータ、人工知能による第4次産業革命（Society5.0）には安価で革新的な省電力高機能センサーやロジックインメモリが必要であり、この実現には希土類・遷移金属合金または多層膜と重金属層とのヘテロ結合したプラスチックナノインプリント磁性細線が有効である。プラスチックナノインプリント先行実験では磁壁駆動電流密度大幅低減が実現し、希土類・遷移金属/重金属ヘテロ構造では磁壁移動速度が2600m/secの高速を実現している。そこで、本研究ではこの省電力と高速磁壁駆動を両立させたスピンデバイスの材料や積層構造、メカニズムを明らかにし、安価、省電力、高機能な革新的スピンデバイス創成を目指す。
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| 研究成果の概要 |
重希土類・遷移金属合金からなるフェリ磁性細線メモリでは、細線に電流を印加することで細線上に記録したデータ列を任意の場所に動かすことができる。これを低消費電力メモリとして使えるようにするためにはデータ列を少ない電力で高速に駆動する必要がある。そこで、GdFeCo/Ptヘテロ界面磁性細線を作成し、この細線上を記録磁区を低電流でかつ高速に駆動できる方法を検討した。その結果、印加電流のパルス幅を3nsecと狭くすることで少ない電流で磁区列を2000m/secと高速に駆動できることを見出した。また、少なくとも0℃から７０℃まで磁壁移動速度を1200m/sec以上の高速で駆動できることも示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
磁性細線に電流を印加することで細線上に記録したデータ列を任意の場所に動かすことができる。このように磁性細線メモリでは、従来の磁気ディスクとは違って機械部分を持たない全固体磁気メモリとなる。したがって、モータの電力が不要となるため消費電力を1000分の１に低減することが期待できる。しかし、データ列の駆動電力低減とそのスピード高速化の両立が課題であった。そこで、重希土類・遷移金属合金からなるフェリ磁性細線メモリとすることで、高速磁壁駆動が可能な条件で磁壁駆動電力も低減できる両立条件を様々な条件で探索した。その結果、両立条件は磁壁駆動に必要なパルス電流のパルス幅を短くすることであることを見出した。
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