多層構造化による安定動作高集積周回レーストラックメモリの実現のための研究

利用多层结构实现稳定运行、高集成度、环形跑道存储器的研究

• 批准号: 22K04913
• 负责人: 大澤 友克
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: National Institute of Technology(KOSEN),Numazu College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04913/
• 关键词: レーストラックメモリ; スキルミオン間相互作用; スキルミオントンネル現象; 磁性多層膜; スピン流; 磁性／非磁性多層膜

本研究は、スキルミオンを情報担体として用いた高集積周回レーストラックメモリの安定動作を目的としている。レーストラックメモリは、磁性細線に並べられた磁区をスピン偏極電流で駆動する。ビット当たりの読書部の数が少なく構造が単純で、大容量化が期待できるが、（１）安定動作のために磁区間隔を保つことや（２）大容量化に対する構造上の欠点を解消することが実用化に向けた課題である。計算には、マイクロマグネティクスシミュレーションを用いる。2022年度は、（１）について研究を行った。スキルミオン間隔を保つため、データ層とトリガ層の2層の磁性細線構造を提案した。2層間は絶縁層であり、計算では真空として取り扱う。データ層では、スキルミオンが存在する箇所と存在しない箇所がある。トリガ層ではスキルミオンが等間隔で一様に密に並んでいる。トリガ層のスキルミオンは密なため，電流駆動で間隔が保持される。つまりトリガ層の影響でデータ層のスキルミオン間隔が保持されると期待される。データ層とトリガ層を想定し、データ層の任意の位置にスキルミオンを配置した場合には、時間経過によるスキルミオンの移動が見られず、データが保持されることが確認された。データが保持された状態でトリガ層のみにスピン偏極電流を流した場合、小さな電流ではデータ層のスキルミオン間隔を保持したままスキルミオンの移動が確認された。また大きなスピン偏極電流では、データ層のスキルミオンがトリガ層のスキルミオンの移動に追従できず、制御できないことが分かった。その時の臨界電流は、絶縁層が厚いほど小さく、またトリガ層が厚いほど大きくなることが確認できた。小さな電流でも制御可能なことから、低電力素子での利用が見込まれる。

This study aims to improve the stability of the information carrier and its application. The magnetic field is polarized by the magnetic field. (1) Keep the magnetic space between stable operation and large capacity;(2) Solve the structural defects;(3) Make the application direction; The calculation is based on the following: In 2022,(1) research and development. The magnetic fine wire structure of the two-layer magnetic layer is proposed. 2. Interlayer insulation layer, calculation. There is no such thing as a single place. The layers are evenly spaced and closely spaced. The gap between the current fluctuations is maintained. The distance between the two layers is maintained. In case of any position of the data layer, the data layer is configured to be displayed, and the data layer is maintained. When the bias current flows, the gap between the layers is maintained and the movement of the layers is confirmed. The polarization current of the large and small layers is controlled by the movement of the large and small layers. When the critical current is different, the insulation layer is thick, the thickness is small, and the insulation layer is thick, the thickness is large. Small electric current can be used to control electric current, and low electric current can be used to control electric current.

项目成果

Design of a novel bilayered structure of ferromagnetic metal and nonmagnetic insulator wires while maintaining the distance between the constituent skyrmions

设计一种新型铁磁金属和非磁性绝缘体线双层结构，同时保持组成斯格明子之间的距离

• DOI: 10.1088/1361-6463/ac941d
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Physics D: Applied Physics
• 作者: Kato Masataka;Ohsawa Tomokatsu;Honda Syuta
• 通讯作者: Honda Syuta