2021 年度研究成果報告書

スピントロニクス技術を用いた人工ニューロンの理論設計

研究課題

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研究課題/領域番号	19K05259
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	松本利映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 (10635303)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	Spintronics
研究成果の概要	脳型記憶処理回路においては高速低消費電力な不揮発性磁気メモリMRAMの応用が期待されている。さらに電圧書き込み方式はMRAMの記憶素子である磁気トンネル接合素子(MTJ素子)の低消費電力書き込みを可能にする方式として注目を集めている。電圧書き込み方式に関して、(1)書き込み電圧パルスの時間幅の許容範囲を長くしつつ、書き込みを安定化させる垂直磁気異方性と外部磁界の関係を明らかにし、(2)より低消費電力の書き込みが可能な電圧書き込み方式の提案、(3)無磁界電圧書き込みが可能なMTJ素子の室温における書き込みの安定性を確認する理論研究を行った。
自由記述の分野	スピントロニクス
研究成果の学術的意義や社会的意義	書き込み電圧パルスの時間幅の許容範囲の長さと書き込みの安定化が両立により、電圧源からのパルス時間幅のばらつきや、MTJ素子間の最適パルス時間幅のばらつきが許容され、メモリの大容量化が可能となる。電圧書き込みの無磁界化により、磁界印加のためのコンポーネントをメモリに設けずに済み、その分メモリの集積度が向上する。低消費電力かつ大容量のMRAMを搭載した脳型記憶処理回路が実現されれば、エッジ端末での低消費電力かつリアルタイムでの情報処理が可能となる。