2024年 | プレスリリース?研究成果
らせん磁性体のねじり方向を利用する室温駆動の新型メモリの動作を実証 超高集積かつ高堅牢な次世代記憶素子の実現へ期待
【本学研究者情报】
〇金属材料研究所
助教 増田英俊
【発表のポイント】
- 磁気モーメント（注1）がらせんを描くように整列する物质をらせん磁性体（注2）と呼び、らせんの右巻き?左巻きの自由度「キラリティー」を持ちます。室温でキラリティーメモリの书き込み?読み出し操作が可能ならせん磁性体であるマンガン金化合物（惭苍础耻2）の薄膜を新たに开発しました。
- キラリティーメモリを用いることで、超高集积、高坚牢性をもつ「らせん磁性スピントロニクス」が実现する可能性を提案しました。
【概要】
スピントロニクス（注3）は磁石の向き（强磁性体の磁化方向）の上下を情报记忆に利用することで発展してきましたが、周囲に発生する磁场の影响で磁石同士の相互作用がビット间の干渉を起こすなどの问题によりその超高集积化には限界があることが指摘されてきました。
东北大学金属材料研究所の増田英俊助教、関刚斎教授、小野瀬佳文教授、东邦大学の大江纯一郎教授らの共同研究グループは、これまでの课题解决につながる磁気モーメントがらせん状に整列したらせん磁性体のねじれの方向「キラリティー」を室温で制御?検出可能な惭苍础耻2薄膜を开発しました。
らせん磁性体のキラリティーを用いて磁気メモリを作製すれば、各磁気モーメントが周囲に発生する磁场が打ち消しあうため、ビット间干渉などの问题がなく超高集积性と高い坚牢性を併せ持つ次世代の记忆素子となり、情报记忆デバイスの小型化、高耐久化につながることが期待されます。
本研究の詳細は2024年3月7日10:00（英国時間）に科学誌Nature Communicationsに掲載されました。
図1. （上段）強磁性体における磁化の自由度。磁化方向（磁石の向き）は磁場によって制御される。強磁性体を用いた記憶素子では、+磁化状態（磁石が上向き）を"0"、?磁化状態（磁石が下向き）を"1"に割り当てることで、1ビットの情報を記憶する。
（下段）らせん磁性体におけるキラリティー自由度。矢印で表される磁気モーメントがらせんを描いて整列している。らせんの右巻き?左巻きに対応するキラリティーは电流と磁场によって制御される。キラリティーメモリでは右巻きと左巻きを"0"と"1"に割り当てる。
【用语解説】
注1. 磁気モーメント：
物质の中の原子ひとつひとつが持つ、微小な磁石（原子磁石）としての性质。物质全体で磁気モーメント（原子磁石）が揃っているような物质を、强磁性体（いわゆる磁石）と呼ぶ。
注2. らせん磁性体：
原子が作る1つの层（原子面）内で一方向に揃った磁気モーメントが、原子面が変わるごとに少しずつ向きを変えてらせん状に回転しているような、らせん磁気配列をもつ物质。希土类金属のテルビウム（罢产）やマンガン?シリコン合金（惭苍厂颈）などがよく知られているが、これらの物质では低温でのみらせん磁気状态が安定になる。
注3. スピントロニクス：
物质がもつ磁気的な性质をエレクトロニクスに利用する试み。代表的な例であるハードディスクドライブや磁気抵抗メモリは、强磁性体の磁化方向を情报记忆に用いている。
问い合わせ先
（研究に関すること）
东北大学金属材料研究所
助教 増田英俊
TEL: 022-215-2244
Email: hidetoshi.masuda.c8*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
（报道に関すること）
东北大学金属材料研究所
情报企画室広报班
TEL: 022-215-2144
FAX: 022-215-2482
Email: press.imr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
