光及び電流による磁化反転の微視的理論と応用

光电流反转磁化的微观理论与应用

• 批准号: 16031212
• 负责人: 多々良 源
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University (2005)Osaka University (2004)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16031212/
• 关键词: spintronics; spin torque; domain wall; MRAM; magnetoresistance; スピントロニクス; スピントルク; 磁壁

現在の情報社会において最も実用化へのニーズの高いデバイスは大容量高速不揮発メモリであろう。中でも微小磁性素子の磁気抵抗効果を用いたMRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)が有望視されている。最近の研究により、スピン偏極した電流に伴うスピントルクで磁化を直接反転させることが可能であることがわかってきた。この現象はメモリの集積化において大きなメリットがあるため多くの期待を集めている。我々は中でも磁化の境界である磁壁を電流で駆動することで磁化反転を行う可能性を調べ、微視的立場からの理論定式化に成功した。その理論に基づき臨界電流の理論式の導出などいくつかの応用に向けて重要な事実を見いだした。たとえば、従来はサンプルの非均一性などからくるピン止め効果が低電流動作に大きなネックとなると推測されていたが、我々の理論計算によりそうした効果はスピントルクによる磁壁移動の場合はデバイス性能にほとんど影響がないことが明らかになった。このことは実用において非常に重要な事実である。IBMは最近磁壁移動型MRAMの実現に向けて研究を進めているが、そのなかで我々の理論的予言も実験的に確認されており、磁壁移動型MRAMの実用化に向けて我々の理論は大きな貢献をしている。さらに、スピン流は磁壁駆動だけではなく磁壁生成をおこすことを理論的に示した。また、スピン流による運動の証拠となる現象として、熱活性型運動領域で磁壁移動速度がかけた電流に対しでユニバーサルな依存性を持つことを理論的に見出した。電流による磁壁生成はMRAMの新しい書込メカニズムとなる発見である。

At present, the <s:1> intelligence society にお て て て is the most practical へ <s:1> ニ ズ ズ ズ <s:1> high <s:1> デバ ス ス ス ス へ large-capacity, high-speed and non-release メモリであろう. The magnetic resistance effect of the で <s:1> tiny magnetic element <s:1> is expected to be observed を されて る る る using <s:1> MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)が. Recent studies on の に よ り, ス ピ ン partial pole し た current に with う ス ピ ン ト ル ク で magnetization を direct inverse planning さ せ る こ と が may で あ る こ と が わ か っ て き た. The <s:1> <s:1> phenomenon is メモリ メモリ, <s:1> accumulation, にお て て, large <s:1> なメリットがあるため, many く, <s:1> expectation, を set, めて, る, る, and る. In my 々 は で も magnetization の realm で あ を current magnetic wall る で 駆 dynamic す る こ と で magnetization reverse planning line を う possibility を べ, micro visual position か ら の theory demean に successful し た. そ の theoretical base に づ き critical current の theory derived type の な ど い く つ か の 応 with に to け て な important things be を see い だ し た. た と え ば, 従 は サ ン プ ル の non uniformity な ど か ら く る ピ ン check め unseen fruit large に が low current movement き な ネ ッ ク と な る と speculation さ れ て い た が, I 々 の theoretical calculation に よ り そ う し た unseen fruit は ス ピ ン ト ル ク に よ mobile magnetic wall る の occasions は デ バ イ ス performance に ほ と ん ど influence が な い こ と が Ming ら か に な っ た. The practical application of にお にお て て is very に important な practical application of である. IBM は type magnetic wall movement recently MRAM の be am に to け を て research into め て い る が, そ の な か で I 々 も の theory to words be 験 に confirm さ れ て お り, magnetic wall type mobile MRAM の be to け in turn に て I 々 の theory は big き な contribution を し て い る. さ ら に, ス ピ ン 駆 dynamic magnetic wall flow は だ け で は な generate magnetic wall く を お こ す こ と に を theory in し た. ま た, ス ピ ン flow に よ る movement の card 拠 と な る phenomenon と し て で thermal activity, sports field magnetic wall movement speed が か け た current に し seaborne で ユ ニ バ ー サ ル な dependency を hold つ こ と を に see out of the theory of し た. The current による magnetic wall generates MRAM による new <s:1> book 込メカニズムとなる published である.

项目成果

Domain-wall displacement triggered by an ac current below threshold

• DOI: 10.1063/1.1944902
• 发表时间: 2004-11
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: G. Tatara;E. Saitoh;M. Ichimura;H. Kohno

Current-induced resonance and mass determination of a single magnetic domain wall

• DOI: 10.1038/nature03009
• 发表时间: 2004-11-11
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Saitoh, E;Miyajima, H;Tatara, G
• 通讯作者: Tatara, G

Persistent current and Hall effect due to spin chirality

自旋手性导致的持续电流和霍尔效应

• 发表时间: 2004
• 期刊: phys.sta.sol.(b) 241
• 作者: Masaru Onoda;Gen Tatara;Naoto Nagaosa;Gen Tatara
• 通讯作者: Gen Tatara

電流による磁壁駆動

磁畴壁由电流驱动

• 发表时间: 2005
• 期刊: 応用物理 74
• 作者: 多々良源;河野治;柴田絢也;斉藤英治;多々良源
• 通讯作者: 多々良源

Fate of Uniform Ferromagnetism under Spin Current: Domain Nucleation

自旋流下均匀铁磁性的命运：磁畴成核

• 发表时间: 2005
• 期刊: Phys.Rev.Lett. 94
• 作者: Junya Shibata;Gen Tatara;Hiroshi Kohno
• 通讯作者: Hiroshi Kohno