スピントロニクス技術を用いた次世代超高速物理乱数発生器の理論的研究と磁化反転制御

• 研究課題/領域番号: 24K08237
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分29010:応用物性関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 山路 俊樹 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 (30432355)
• 研究分担者: 佐々木 悠太 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究センター, 独立研究者 (60855782)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2024年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 全光型磁化反転 / レーザー励起 / 物理乱数発生器 / LLGシミュレーション / スピントロニクス

研究開始時の研究の概要

磁化反転が等反転確率となる条件に着目して1THzを超える次世代超高速且つ高密度物理乱数発生器を実現する反転制御手法の確立を目指す。まず、等反転確率を与える磁化反転に必要な臨界条件を理論的に決定する。次に、パルスレーザーなど外部アシスト下でのスピンダイナミクスのシミュレーションを行い、等反転確率に寄与する磁化モードの詳細な同定を行う。さらに、熱安定性・製造ばらつき耐性の向上、乱数ビット操作法の構築、高速化・集積化に向けた設計を行う。スピントロニクス技術を用いた次世代物理乱数発生器の実現により、情報デバイス業界におけるブレイクスルーへの貢献が期待される。