| 研究実績の概要 |
スピントロニクス分野では現在、次世代不揮発性メモリデバイスとしてMRAMの開発が進んでいる。ところが現在の書き込み手法は電流駆動型でありジュール熱損失など大きな電力を消費してします。そこで、本研究ではすでに実験的に実証さている電圧駆動型の書き込みである電圧誘起磁化反転の低電圧化を目的に研究を行っている。
申請者は本プロジェクトが始まる前までに面内磁化型のトンネル磁気接合素子において電圧誘起磁化反転の実証には成功していた。本プロジェクトの初年度においては垂直磁化型のトンネル磁気接合素子において電圧誘起磁化反転の実証を目指して実験を行った。
まず自由磁化層の材料はFeBに固定し、キャップ層の材料としてTa,W,Irにして電圧効果を評価した。Irは加熱処理に対する拡散が大きく、磁気抵抗効果および電圧効果が観測できなくなった。一方、Wは加熱処理に対して拡散が小さく、Taよりも熱耐性が良いことが分かった。さらに磁気抵抗効果および電圧効果の観点からもWキャップが一番適していることが分かった。
次にWキャップの素子において、電圧誘起磁化反転の実験を行った。すると1.2Vの電圧に対して磁化反転を観測することができた。この磁化反転の反転確率はパルス幅に対して振動することから、電圧誘起磁化反転であるという事が確認できた。またエラーレートを評価するために新たな電気回路を設計することで、50kHzの周期で磁化反転を評価することが可能になった。
|
