Interfacial structure control for domain wall memories with low-power consumption

低功耗畴壁存储器的界面结构控制

• 批准号: 20H02196
• 负责人: 小峰 啓史
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02196/
• 关键词: スピン軌道トルク; 電界制御; 磁気メモリ; 低消費電力; 界面制御; 磁壁移動型メモリ; トポロジカル絶縁体; 低電力動作; 磁性絶縁体; ダンピング定数の電界制御; スピン波情報処理; 閾値電流; 磁気トポロジカル絶縁体; 磁気異方性の電界制御; FET型メモリ素子

本研究では、電荷-スピン変換を磁壁に効率よく伝達するため、トポロジカル絶縁体と磁性体の界面状態を理解する。磁性層/トポロジカル絶縁層界面の電子状態解析、及び、異常ホール抵抗等のハーモニック解析を通じて、大きな界面スピン軌道トルクを誘起するための材料および界面制御方法を探索する。低電流駆動、及び、ロバストネス向上のため、磁壁ピニング効果を抑制するための軟磁性被覆構造も併行して検討し、低消費電力・高速動作を両立する基本原理を明らかにする。導入したSb用Kセルおよび既設のBi用セルを組み合わせを検討し、組成を変えたBi-Sb薄膜および磁性膜との積層構造を作製した。3次元トポロジカル絶縁体となるSb量10~20at.%の制御が可能な成膜条件を整え、各種単結晶基板上にBi-Sb薄膜を形成した。構造解析、電気特性解析から、スピン軌道トルクを誘起するのに十分と思われるBi-Sb薄膜を得た．Bi-Sb薄膜への金属磁性層積層を試みたところ、界面構造の乱れが顕著となることがわかり、磁性絶縁体層とBi-Sb層の積層構造の形成への移行を進めている。一方、磁性トポロジカル絶縁体の応用として、低消費電力で磁化反転を実現出来るFET型素子を提案した。ゲート電圧による磁気異方性制御およびソースードレイン電界によるスピン軌道トルクを組み合わせることで、低消費電力な磁気メモリが形成出来ることを明らかにした。この素子の書き込みエラー率を詳細に調べたところ、従来磁気トンネル接合で議論されている異方性電圧制御に比べて、著しくエラー率が改善出来ることを明らかにした。また、磁気異方性の電圧制御はリザバーコンピューティングへの展開が期待出来ることを明らかにした。

In this study, we try to understand the interface state between dielectric and magnetic materials. Analysis of electronic state of magnetic layer/dielectric layer interface, and exploration of material and interface control method for analysis of abnormal magnetic resistance, etc. The basic principle of low current operation, high speed operation, low power consumption and high speed operation is explained. The introduction of Sb into the Bi-Sb film and the preparation of Bi-Sb film laminate structures are discussed. 3-dimensional Sb content 10~20at.% It is possible to adjust the film formation conditions and form Bi-Sb thin films on various single crystal substrates. Structural analysis, electrical characteristics analysis, orbital induction, Bi-Sb thin film formation, Bi-Sb thin film formation, Bi- A new type of FET element is proposed, which can realize the magnetization inversion with low power consumption. The magnetic field is controlled by the magnetic field. The magnetic field is controlled by the magnetic field. This paper discusses how to improve the rate of heterosexual voltage control by adjusting the ratio of heterosexual voltage to heterosexual voltage. The magnetic anisotropy of the electric voltage control system

项目成果

Universidad tecnolo'gica metropolitana(チリ)

大都会科技大学（智利）

A Novel Technique for Controlling Anisotropic Ion Diffusion: Bulk Single‐Crystalline Metallic Silicon Clathrate

控制各向异性离子扩散的新技术：块状单晶金属硅包合物

• DOI: 10.1002/adma.202106754
• 发表时间: 2022
• 期刊: Advanced Materials
• 影响因子: 29.4
• 作者: Iwasaki Suguru;Morito Haruhiko;Komine Takashi;Morita Kazuki;Shibuya Taizo;Nishii Junji;Fujioka Masaya
• 通讯作者: Fujioka Masaya

ダブルマグネット型マスター媒体による磁気転写特性のマスター構造依存性

使用双磁体型母版介质的磁转移特性的母版结构依赖性

• 发表时间: 2021
• 作者: Mizugaki Yoshinao;Sega Naonori;Shimada Hiroshi;小峰啓史
• 通讯作者: 小峰啓史

Observation of spin signal in molecular nanojunctions utilizing magnetic thin-film edges at room temperature

室温下利用磁性薄膜边缘观察分子纳米结中的自旋信号

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Matsuzaka;Y. Sasaki;K. Hayashi;T. Misawa;T. Komine;T. Akutagawa;M. Fujioka;J. Nishii;H. Kaiju
• 通讯作者: H. Kaiju

Room-temperature magnetoresistance in Ni78Fe22/C8-BTBT/Ni78Fe22 nanojunctions fabricated using magnetic thin-film edges

使用磁性薄膜边缘制造的 Ni78Fe22/C8-BTBT/Ni78Fe22 纳米结的室温磁阻

• 发表时间: 2022
• 作者: Mizuki Matsuzaka;Yuma Sasaki;Kyohei Hayashi;Takahiro Misawa;Takashi Komine;Tomoyuki Akutagawa;Masaya Fujioka;Junji Nishii;and Hideo Kaiju
• 通讯作者: and Hideo Kaiju