微細磁気トンネル接合の直接的かつ多角的評価によるスピントルク磁化反転の統一的理解

通过精细磁隧道结的直接和多方面评估对自旋扭矩磁化反转的统一理解

• 批准号: 19J12926
• 负责人: 五十嵐 純太
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12926/
• 关键词: 磁気トンネル接合; スピントロニクス; 形状磁気異方性

今年度は、高性能磁気トンネル接合 (MTJ) の実現に向けて、従来のMTJでは埋もれていた、形状磁気異方性を積極活用したMTJの作製および特性評価を行った。まず、形状磁気異方性MTJの基礎特性を理解するために、外部磁界を用い、磁化反転モードの評価及び高温での不揮発性を調べた。これらの結果から、(1) 膜厚が15 nm以下の場合、MTJの磁化反転は応用上好ましい一斉磁化反転モデルに従うこと、(2) 従来の膜厚の薄いMTJと比べ、不揮発性の温度変化が小さく高温での利用に適していること、などが明らかになった。得られた知見から、直径10 nm以下での高い特性を実現するための新構造素子を開発し、直径2.3 nmの素子での不揮発記憶、パルス幅10 nsでの1 V以下のパルス電圧による磁化反転、200℃での10年の情報保持など、高い特性を実証した。

This year, high-performance magnetic junction (MTJ) implementation direction, the future of MTJ buried in the middle, shape magnetic anisotropy, active use of MTJ manufacturing characteristics evaluation The basic characteristics of MTJs with different shapes and magnetic properties are understood, and the evaluation of magnetic field, magnetization inversion and non-volatility at high temperatures are discussed. The results are as follows: (1) When the film thickness is 15 nm or less, the magnetization inversion of MTJ is not good for use;(2) When the film thickness is thin, the temperature variation of MTJ is small, and the temperature variation of non-volatility is small. The new structural element is developed, the non-volatile memory of the element with a diameter of 2.3 nm is realized, the magnetization is reversed, the information is retained for 10 years at 200℃, and the high temperature characteristic is realized.

项目成果

Thermal stability of 1X/X nm magnetic tunnel junctions with interfacial or shape anisotropy at high temperature

具有界面或形状各向异性的 1X/X nm 磁隧道结在高温下的热稳定性

• 发表时间: 2020
• 作者: J. Igarashi;K. Watanabe;B. Jinnai;S. Fukami;and H. Ohno
• 通讯作者: and H. Ohno

Probing edge condition of nanoscale CoFeB/MgO magnetic tunnel junctions by spin-wave resonance

自旋波共振探测纳米级 CoFeB/MgO 磁隧道结的边缘条件

• DOI: 10.1063/5.0020591
• 发表时间: 2020
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Shinozaki M.;Dohi T.;Igarashi J.;Llandro J.;Fukami S.;Sato H.;Ohno H.
• 通讯作者: Ohno H.

Ultra-small shape-anisotropy magnetic tunnel junctions: physics and device engineering

超小形状各向异性磁隧道结：物理与器件工程

• 发表时间: 2021
• 作者: J. Igarashi;B. Jinnai;K. Watanabe;S. Fukami;and H. Ohno
• 通讯作者: and H. Ohno

Energy barrier of X/1X-nm shape-anisotropy magnetic tunnel junctions at high temperature

X/1X-nm形状各向异性磁隧道结高温下的能垒

• 发表时间: 2020
• 作者: J. Igarashi;B. Jinnai;V. Desbuis;S. Mangin;S. Fukami;and H. Ohno
• 通讯作者: and H. Ohno

ロレーヌ大学(フランス)

洛林大学（法国）