微小磁性構造におけるコヒーレント電子輸送とその応用

微磁结构中的相干电子传输及其应用

• 批准号: 14740210
• 负责人: 多々良 源
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740210/
• 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; 磁化反転; 磁気抵抗; ナノ系; 位相; スピン; ホール効果; 永久電流

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。現状のMRAMでは、パルス電流によって発生する磁場を用いて素子の磁化方向を反転して書込みを行うが、この方式では微小化に伴い大電流が必要となり集積化には限界がある。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も可能であることがわかり、この場合は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。電流による磁化反転の問題に対して、磁化そのものを一度に反転させるのではなく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。また、慶応の実験グループと共同で行った研究では、金属細線に交流電流をかけそれに対する共鳴を利用することで、10^{10}[A/m2]以下という小さな電流で磁壁を動かすことに成功し、同時に磁壁の質量や抵抗及び主な駆動メカニズムの定量的同定に成功した。その結果、電流からの運動量移行による圧力が共鳴効果により増幅され、それが小電流での磁壁駆動の主因となり、一方スピントルクはほとんど効いていないことがわかった。この結果は初めてメカニズムを明らかにしただけでなく、交流電流を用いて効率よく磁壁移動を行えることを示しており実用化に向けても多くの示唆を含んでいる。

Today's information society is the most popular high-speed, high-capacity, high-speed, high-speed, high-speed, high-speed, high-speed computer. MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) is used to achieve the magnetic resistance effect of tiny magnetic elements. The current state of MRAM and the current flow of current are generated and the magnetic field is used and the direction of magnetization is reversed.て书込みを行うが, このWAY では miniaturization に accompanies large current が と な り integration に は limit が あ る. Recent research has shown that it is possible to directly reverse the magnetization of polarized current and magnetization.あることがわかり, このoccasion はassembled において大きなメリットがあるため多くのLooking forward to を集めている. Current magnetization reverses the problem of magnetization, and magnetization reverses the problem of magnetization once. The possibility of the magnetic wall's electric current moving and the magnetization reversed are adjusted, and the theoretical formalization of the microscopic standpoint has been successful. The theoretical formula of the critical current is derived from the theoretical formula of the critical current.また、kei 応の実験グループと同行った Research では、metal thin wire communication Current をかけそれに対する Resonance を Utilization することで、10^{10}[A /m2] The following is the same as the small current and magnetic wall movement, the magnetic wall resistance, the mass resistance and the main resistance of the magnetic wall at the same time.そのRESULT, CURRENT, からのMOTION MOVEMENT, による PRESSURE が RESONANCE EFFECT, により INCREASE, され, それが SMALL CURRENT The main cause of the movement of the magnetic wall is となり.このRESULTS Initial use of AC current and efficiency of AC currentくMagnetic wall moves を行えることをshows しており実用化に directional けても多くのshows 唆を contains んでいる.

项目成果

Gen Tatara, Hiroshi Kohno: "Theory of Current-Driven Domain Wall Motion : Spin Transfer versus Momentum Transfer"Phys.Rev.Letters. 92. 086601 (2004)

Gen Tatara、Hiroshi Kohno：“电流驱动畴壁运动理论：自旋转移与动量传递”Phys.Rev.Letters。

G.Tatara, M.Yamanaka, M.Onoda: "Topological aspect of chirality-induced Hall conductivity in the perturbative regime"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (印刷中). (2004)

G.Tatara、M.Yamanaka、M.Onoda：“微扰状态下手性诱导霍尔电导率的拓扑方面”《磁性与磁性材料杂志》（2004 年出版）。