補助書込SOT法による高速低消費磁化反転技術の開発とデバイス応用

采用辅助写入SOT方法的高速、低消耗磁化反转技术的开发及器件应用

• 批准号: 20H02607
• 负责人: 本多 周太
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: Kansai 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-20H02607/
• 关键词: 磁化反転; スピン軌道トルク; マイクロマグネティクスシミュレーション; マイクロマグネティクス; スピンホール効果; 純スピン注入; ドリフト拡散法; スピン注入磁化反転; スピン軌道トルク(SOT); 多方向注入

スピン軌道トルクを用いた磁化反転の高効率化に向けて補助書込ＳＯＴ法を用いた多方向からのスピン注入による磁化反転の効果やスピンの挙動を明らかにすることが本研究の目的である。本年度は，数値シミュレーションや理論による考察と実験とで分担して研究した。数値シミュレーションにおいては，高速磁化反転に向けて，高効率はＳＯＴ注入法の検討や，現実の系に近い数値シミュレーションを目標に研究を行なった。実験においては，補助書込ＳＯＴ法と従来のＳＯＴ法による磁化反転を比較しながら実験を行ない，より高速な磁化反転の実験実証を目指した。超真空成膜装置，微細加工装置，高周波プローバや２端子出力パルス生成器を用いることで，磁化反転時間の検討を可能した。これにより補助書込ＳＯＴ法が従来のＳＯＴ法よりも，同じ消費電力で比較して高速に磁化反転可能であることが明らかになった。磁化反転の数値シミュレーションにおいては，熱の効果（温度に依存した磁気モーメントの方向の揺らぎ）を導入することで，補助書込みＳＯＴ法がさらに高速な磁化反転を起こすことが明らかになった。熱揺らぎと反転時間の関係について発表した。また，薄膜だけでなく厚膜においてもＳＯＴ法によって高速な磁化反転が起ることが明らかになった。この結果から，ＳＯＴ法を用いた新たな磁気メモリデバイスの提案を行い，また，厚膜における磁化反転を発表した。厚膜や数百ナノメートルサイズの薄膜においては，磁化反転過程で複数の磁区が生成されることが数値シミュレーションによって示された。この磁区の堺である磁壁の長さの検討を従来よりも高精度な近似を用いて行ない，解析結果を発表した。

The purpose of this study is to improve the efficiency of magnetization inversion by using the multi-directional magnetization inversion method. This year, the number of research and development projects A study on the high efficiency SOT injection method has been carried out in the near future. In addition, the SOT method and the SOT method are used to compare the magnetization inversion and the high speed magnetization inversion. Ultravacuum film forming apparatus, micromachining apparatus, high frequency wave generator, magnetization inversion time, etc. The SOT method can be used to reduce the power consumption. The magnetization inversion value is determined by the temperature dependent magnetization inversion direction. The magnetization inversion value is determined by the SOT method. The relationship between heat and anti-heat time The thin film has a high magnetization and a low magnetization. The result is that the SOT method is used in the new magnetic field, and the magnetization inversion of the thick film is displayed. The thickness of the film is different from that of the thin film, and the magnetization inversion process results in the formation of a plurality of magnetic regions. The length of the magnetic field and the magnetic wall are analyzed with high precision approximation and the analytical results are presented.

项目成果

学術情報システム

学术信息系统

Influence of an edge magnetization on an internal magnetic domain in one-dimensional ferromagnetic nanowires with the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction

边缘磁化强度对一维铁磁纳米线内部磁畴的影响以及界面 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用

• DOI: 10.20819/msjtmsj.20tr415
• 发表时间: 2020
• 期刊: Transaction of the Magnetics Society of Japan Special Issues
• 作者: 海谷 侑希;本多 周太;伊藤 博介;大澤 友克
• 通讯作者: 大澤 友克

In-plane spin-orbit torque magnetization switching and its detection using the spin rectification effect at subgigahertz frequencies

• DOI: 10.1103/physrevb.102.174442
• 发表时间: 2020-11
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: M. Aoki;E. Shigematsu;Masayuki Matsushima;R. Ohshima;S. Honda;T. Shinjo;M. Shiraishi;Y. Ando

THERMAL DEPENDENCE OF SPIN-ORBIT TORQUE-INDUCED MAGNETIZATION REVERSAL IN PERMALLOY THIN FILM

坡莫合金薄膜中自旋轨道扭矩引起的磁化反转的热依赖性

• DOI: 10.32286/00028108
• 发表时间: 2023
• 期刊: Science and technology reports of Kansai University = 関西大学理工学研究報告
• 作者: J. Fujioka;S. Honda;H. Itoh;and Y. Ando
• 通讯作者: and Y. Ando

磁気素子および磁気メモリ装置

磁性元件和磁性存储装置

• 发表时间: 2022