成果報告書詳細
管理番号20100000001130
タイトル*平成21年度中間年報 スピントロニクス不揮発性機能技術プロジェクト(3)
公開日2010/10/26
報告書年度2009 - 2009
委託先名国立大学法人京都大学
プロジェクト番号P06016
部署名電子・情報技術開発部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等 研究開発目的 スピン偏極電流駆動磁壁移動を用いた磁化状態制御に必要な電流量は、磁性細線の微細化とともに減少する特徴を持つため、コイルを介して発生させた磁場による磁化状態制御技術を利用する従来の磁気デバイスに比べて、高速化、微細化、省電力化の面で大幅に優れた特性を持つ新規ストレージ・メモリデバイスの実現に結びつく潜在能力を秘めている。 しかしながら、スピン偏極電流駆動磁壁移動現象の研究例はまだ少なく、磁壁駆動に必要な閾電流を決定するメカニズムや磁壁移動のダイナミクスなどの基礎的な知見が欠けている。そのため、デバイス開発に必須の駆動電流の低減や磁壁移動の高速化の指針といった基盤技術が不足しているのが現状である。この問題の解決のため、京都大学は、日本電気、富士通、電気通信大学(再委託)と共同してスピン偏極電流による強磁性金属ナノ構造中の磁壁の挙動を明らかにすることを目指して研究開発を行った。
英文要約Title : Spintronics Nonvolatile Devices Project (Kyoto University)
It has been demonstrated recently that a magnetic domain wall (DW) in a magnetic wire can be displaced back and forth by positive and negative pulsed-current, respectively. This current-driven DW motion enables us to control the DW position in the wire by tuning the intensity, the duration and the polarity of the pulsed-current. In principle, the current amplitude required for the DW motion is reduced with decreasing the devise size. Thus, the current-driven DW motion has a potential to realize novel magnetic memory/storage devises which are superior to the conventional magnetic devises operated by the assistance of the magnetic field from the viewpoints of miniaturization and the power saving. However, the current-driven DW motion is quite new phenomenon and there is a lack of fundamental understanding such as the mechanism of the threshold current density required for the DW motion and the dynamics of the DW motion induced by the current. Kyoto University carried out the project on the dynamics of the current-driven DW motion with the collaboration of NEC and University of Electro-communications (recommission) in order to make the guiding principle for the reduction of the threshold current density and the high-speed DW motion which is indispensable to develop novel magnetic memory/storage devises.
We succeeded in the direct observation of the current-driven DW motion by magnetic force microscopy in a structured Co/Ni wire with perpendicular magnetic anisotropy. The wire has notches to define the DW position. It is demonstrated that single current pulses can precisely control the DW position from notch to notch. We also succeeded in electrical detection of DW motion induced by electric current in a Co/Ni nano-wire with perpendicular magnetic anisotropy. We found that the threshold current density for the DW motion decreases with decreasing the wire width and obtained the smallest threshold current density of 2x107A/cm2. We also confirmed the high DW velocity of 60 m/s.
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