プレスリリース・研究成果

反強磁性体を用いたスピントルク磁気メモリの実証―磁気メモリの超高記録密度化へ道筋―

2018/10/18

発表のポイント

  • コバルト・ガドリニウム(CoGd)合金多層膜から成る反強磁性材料を用いた反強磁性体スピントルク磁気メモリを世界で初めて実証しました。
  • 磁気メモリに従来用いられている強磁性体の替わりに反強磁性体を記録層として用いることで、電流で書き込みができるが、外部磁場擾乱に強い磁気メモリの動作原理を実現しました。
  • 本成果は、反強磁性体における磁気モーメント操作の新しい手法および素子構造を提案するものであり、磁気メモリの超高密度化・低消費電力へのブレークスルーにつながるものです。
  • また、本成果は、これまで難しいと考えられてきた反強磁性体における磁気モーメント操作における新しい物理機構を開拓・実証した先駆的研究です。

概要

 東北大学金属材料研究所の関剛斎 准教授、高梨弘毅 教授、周偉男 博士研究員(現:物質・材料研究機構ポスドク研究員)は、京都大学化学研究所の森山貴広 准教授と小野輝男 同教授の研究グループと共同で、コバルト・ガドリニウム(CoGd)合金多層膜から成る反強磁性材料を用いた反強磁性体スピントルク磁気メモリを実証しました。反強磁性体は、一般に、磁気モーメントを有しますが、隣り合う磁気モーメントが反対方向を向いて整列しているため、全体として自発磁化を持たないという性質を持つ物質です。本研究では、この反強磁性体特有の性質を利用し、電流で書き込みができるが、外部磁場擾乱に強い磁気メモリの動作原理、およびメモリ素子を実証しました。今回実証されたスピントルク磁気メモリの動作原理は、本実験で用いたCoGd合金のみならず他の反強磁性材料にも広く適用可能です。本成果はまた、反強磁性体における磁気モーメント操作の新しい物理を開拓するものであり、超高記録密度・低消費電力の磁気メモリ開発につながることが期待されます。

 本成果の詳細は、2018年10月18日(現地時間)に米国の科学誌「Physical Review Letters」でオンライン公開されました。

 詳細1: プレスリリース本文 [PDF: 1.68MB]

 詳細2: Physical Review Letters ウェブサイト [10.1103/PhysRevLett.121.167202]

 

酸化亜鉛試料の写真と構造の模式図

磁気記録デバイスの高密度化に関する、強磁性体用いた従来の磁気メモリと反強磁性体を用いた場合の比較