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形状磁気異方性を用いた高性能極微細磁気トンネル接合の作製と評価

利用形状磁各向异性制造和评估高性能超细磁隧道结

基本信息

批准号：
17J03692
负责人：
渡部杏太
金额：
$ 1.22万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

開発した形状磁気異方性磁気トンネル接合（ＭＴＪ）素子に関して、当該アプローチや得られた特性の妥当性を検討するために、実験的な手法とシミュレーションの２つの側面から、その磁化反転機構を調べた。実験的な手法では、ＭＴＪ素子に対して印加する磁界の角度に対するスイッチング磁界の依存性を評価した。実験結果は、形状磁気異方性ＭＴＪを設計する際に用いた一斉磁化反転モデルでよく説明されることがわかった。（一般に、一斉磁化反転ではない不均一な磁化反転は効率が悪い。）また、シミュレーションでは、磁界印加・電流印加の両方の場合の磁化反転についてマイクロマグネティックシミュレーションを行った。磁性層の膜厚や印加する電流を大きな範囲で変化させたシミュレーションを行ったところ、ある程度（約３０ｎｍ）以上の膜厚場合に、磁界印加でも電流印加でも不均一なふるまいが見られることがわかった。この膜厚は磁性体の磁壁幅に関連しており、形状磁気異方性ＭＴＪを設計する際に留意すべき点の一つであることが明らかとなった。また、極微細形状磁気異方性ＭＴＪの作製プロセスの再現性を確認し、本研究を更に発展させていくための土台をつくった。加えて、形状磁気異方性ＭＴＪの一つの発展形として、静磁気結合を利用したＭＴＪ素子の作製にも着手し、形状磁気異方性ＭＴＪと同様の測定から、コンセプトの潜在性を明らかにした。本研究全体として、１Ｘ／Ｘｎｍスケールで高い性能を有するＭＴＪ素子を実現するための方策を明らかにすることができたため、スピントロニクス及び電子工学の発展に寄与すると考えられる。

Open shape magnetic anisotropy magnetic junction (MTJ) element related, when the loss of the appropriate characteristics of the discussion, the implementation of the method of the bottom surface of the two layers, and the magnetic inversion mechanism to adjust The magnetic field dependence of the MTJ element on the magnetic field is evaluated. The result is that the shape of the magnetic anisotropy MTJ is different from that of the magnetic anisotropy MTJ. (Generally, a magnetization reversal is not uniform.) In the case of magnetic field, current and magnetic field, the magnetization is reversed. When the film thickness of the magnetic layer is greater than or equal to about 30nm, the magnetic layer current varies. The thickness of the film is related to the magnetic wall amplitude of the magnetic body. When designing the magnetic anisotropy MTJ, pay attention to the point of contact. The reproducibility of the fabrication of fine magnetic anisotropy MTJs was confirmed, and the results of this study were further developed. In addition, the development of shape magnetic anisotropy MTJ, the use of magnetostatic combination, the operation of MTJ elements, the determination of shape magnetic anisotropy MTJ and the potential of magnetic anisotropy are clearly defined. In this study, all of the 1X/Xnm high performance MTJ elements were developed in the light of the development of electronic engineering.