スピン軌道トルク生成機構・磁化反転機構の理解の促進に基づいた材料・素子技術の構築

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K13796
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 張 超亮 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80807678)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: スピントロニクス

研究成果の概要

近年、磁気トンネル接合(MTJ)の面直電流で誘起されたスピン移行トルク(STT)を用いてSOT磁化反転をアシストする新しい方法 (SOT&STT 磁化反転) が提案され、消費電力を大幅に低減できることが指摘されている。しかし、今まで実験では実証されていない。本研究は、SOT&STT-MTJ素子を試作し、世界初で200 psまでの高速領域で、STTとSOTの結合による無磁場磁化反転を系統的に調べた。その結果をシミュレーションと比較し、STTとSOTの効果の理解を深め、デバイス構造設計の指針を明らかにした。

自由記述の分野

電子工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、高性能なSOT-MTJ素子の材料設計、デバイス設計に関する系統的な理解が得られる。これらの知見を応用することで、製造が容易な構造で、高速動作、高信頼性、高い書き込み耐性を実現できるメモリ素子の実現が期待される。このため学術界に大きなインパクトを与える同時に、産業界へも高い貢献にもつながると考えられる。