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2013年5月10日 (金)

磁気モーメントの波を利用した低エネルギー磁化スイッチングに成功

2013年4月17日 産業技術総合研究所
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 東北大学金属材料研究所の高梨弘毅教授
および関剛斎助教のグループは、
慶應義塾大学理工学部の能崎幸雄准教授
および産業技術総合研究所
ナノスピントロニクス研究センターの
今村裕志研究チーム長との共同研究
により、2つの異なる性質をもつ磁石を
ナノメートルの厚さで積層化することで、
磁石の中に磁気モーメントの波(スピン波)
を生成し、そのスピン波を利用して
従来の10分の1という小さな磁場で磁化を
スイッチングさせることに成功しました。
 
 ハードディスクドライブ(HDD)や
磁気ランダムアクセスメモリーに
代表される磁気記憶デバイスは、
磁石の向きで“1”と“0”の情報を記憶
しています。
 
 情報の書き込みには磁石の方向を
スイッチングさせる必要があり、
通常、外部から磁場を加える手法が
用いられています。
 
 しかし、磁気記憶デバイスの
高記録密度化が進むにつれ、スイッチング
のための磁場(スイッチング磁場)が急激
に増大しており、動作電力低減の観点から
深刻な問題となっていました。
 
 研究グループは、鉄白金(FePt)合金と
パーマロイ(NiFe)合金という
スイッチング磁場の異なる2つの磁石を
ナノメートルの領域で積層化させた薄膜
を作製しました。
 
 FePt合金はスイッチング磁場の大きな
磁石(ハード磁性材料)であり、
パーマロイ合金はスイッチング磁場の
小さな磁石(ソフト磁性材料)です。
 
 これら磁石の中における磁気モーメント
(小さな磁石に相当)の運動を調べた
ところ、磁気モーメントの回転(歳差)
運動が波のように伝搬するスピン波が存在
していることが明らかとなりました。
 
 さらに、パーマロイ合金内のスピン波を
外部から強制的に生成した場合、
スピン波がFePt合金まで伝搬し、
FePt合金のスイッチング磁場が10分の1に
低減することを発見しました。
 
 今回の成果は、HDDの超高記録密度化と
低消費電力化を同時に実現するための
飛躍的な技術革新です。
 
 さらに、最近注目を集めている
スピントロニクス素子の低消費電力化への
応用も可能であり、幅広い応用展開が
期待されます。
 
 本研究の一部は、科学研究費助成金・
若手研究(B)(課題番号:23760659)
および文部科学省「次世代 IT 基盤構築
のための研究開発」からの助成を受けて
行われました。
 
 本研究成果は、4月16日(日本時間)
付けで英国科学雑誌
「Nature Communications」にて
オンライン公開されます。
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>今回の成果は、HDDの超高記録密度化と
>低消費電力化を同時に実現するための
>飛躍的な技術革新です。
 
 素晴らしい、
 スピントロニクスですよね。
 今後に期待です。

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