電流誘起磁気渦ダイナミクスの解明と磁気コアメモリーへの応用

磁気渦共鳴現象を時間分解測定可能な素子を用いることで、磁気コア極性反転現象の遷移過程を捉えることを行った。用いた素子は、過去に論文発表しているものと同様のMTJ素子である(K.Nakano et al., APEX.3,053001(2010).)。本測定では素子出力とMTJ出力を測定できる。素子出力にはバックグラウンド成分が含まれるため、MTJ出力ではその寄与を差し引いており、磁気渦共鳴現象由来の出力のみを観察できる。素子出力において極性反転を示す大小の振幅遷移が観測される時、MTJ出力を観測すると遷移点での位相飛びが確認できた。磁気渦共鳴運動は磁気コア極性に依存して時計回り若しくは反時計周りの運動をする。検出されたπの位相飛びは極性反転による運動方向の変化によるものであり、位相飛びの点が単一反転を起こしていることが理解される。この極性反転の遷移過程をフィッティングすることで、磁気コア極性反転が100ps以下のオーダーで起こっていることがわかった。この時間スケールは理論的に予測されているスケールと同じオーダーのスケールである。また極性反転がある特定の場所において、高い頻度で誘起されていることもわかった。このように特定の位置で高い頻度の反転が起こることは、シミュレーション結果と定性的な一致を示している。また先ほどの結果を受けて、極性反転制御実験を行った。交流電流印加状態で、コアが反転しやすい位置でパルス電流を打てば効率よく反転し、そうでなければ反転は誘起されないと考えられる。このような実験を行ったところ、推論通りの実験結果を得ることに成功した。この結果を受けて、本素子を用いて磁気コアメモリの動作実証も行った。交流電流は極性読み出しの役割だけでなく、極性反転をアシストする役割も担っている。実験結果より、任意の位置でメモリの書き換えが可能であることが示された。

磁気渦共鳴現象を時間分解測定可能な素子を用いることで、磁気コア極性反転現象の遷移過程を捉えることを行った。用いた素子は、過去に論文発表しているものと同様のMTJ素子である(K.Nakano et al., APEX.3,053001(2010).)。本測定では素子出力とMTJ出力を測定できる。素子出力にはバックグラウンド成分が含まれるため、MTJ出力ではその寄与を差し引いており、磁気渦共鳴現象由来の出力のみを観察できる。素子出力において極性反転を示す大小の振幅遷移が観測される時、MTJ出力を観測すると遷移点での位相飛びが確認できた。磁気渦共鳴運動は磁気コア極性に依存して時計回り若しくは反時計周りの運動をする。検出されたπの位相飛びは極性反転による運動方向の変化によるものであり、位相飛びの点が単一反転を起こしていることが理解される。この極性反転の遷移過程をフィッティングすることで、磁気コア極性反転が100ps以下のオーダーで起こっていることがわかった。この時間スケールは理論的に予測されているスケールと同じオーダーのスケールである。また極性反転がある特定の場所において、高い頻度で誘起されていることもわかった。このように特定の位置で高い頻度の反転が起こることは、シミュレーション結果と定性的な一致を示している。また先ほどの結果を受けて、極性反転制御実験を行った。交流電流印加状態で、コアが反転しやすい位置でパルス電流を打てば効率よく反転し、そうでなければ反転は誘起されないと考えられる。このような実験を行ったところ、推論通りの実験結果を得ることに成功した。この結果を受けて、本素子を用いて磁気コアメモリの動作実証も行った。交流電流は極性読み出しの役割だけでなく、極性反転をアシストする役割も担っている。実験結果より、任意の位置でメモリの書き換えが可能であることが示された。