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スピンテクスチャ制御装置、スピンテクスチャ制御方法、およびメモリ装置 UPDATE

国内特許コード P200016604
整理番号 N19025
掲載日 2020年2月18日
出願番号 特願2019-143322
公開番号 特開2020-077841
出願日 令和元年8月2日(2019.8.2)
公開日 令和2年5月21日(2020.5.21)
優先権データ
  • 特願2018-208431 (2018.11.5) JP
発明者
  • 劉 小晰
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 スピンテクスチャ制御装置、スピンテクスチャ制御方法、およびメモリ装置 UPDATE
発明の概要 【課題】消費電力が低く、長時間の安定した動作を可能とし、かつ情報損失を抑えることが可能なスピンテクスチャ制御装置、およびスピンテクスチャ制御方法を提供する。
【解決手段】本発明のスピンテクスチャ制御装置は、基材101と、基材の一面101aに、下部電極層104、磁性体膜105、絶縁層106、上部電極層107が順に積層されてなる積層体102と、下部電極層104と上部電極層107との間に電圧を印加する電源103と、を備え、磁性体膜105が、膜面に垂直な方向に磁気異方性を有しており、磁気異方性が、積層体の積層方向Dに直交する方向において、連続的に単調に増加または減少している。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

電場を利用した磁気ダイナミクスは、デバイスの電力消費を著しく低減させる技術として活用されている。例えば、強磁性体、重金属からなる多層構造体において生じるDzyaloshinskii-Moriya相互作用により、磁壁、磁気バブル、スキルミオン等のトポロジカルなスピンテクスチャの安定した形成が可能であることが知られている(特許文献1)。これらのスピンテクスチャは、電場で制御することができるため、スピントロニクスデバイスへの応用が期待されている。スピンテクスチャは、数nm~数百nmのサイズで形成されるものであり、高密度メモリデバイスとしての活用が期待されている(特許文献2)。

産業上の利用分野

本発明は、磁壁、磁気バブル、スキルミオン等のトポロジカルなスピンテクスチャの制御装置、制御方法、および、スピンテクスチャの状態に対応したデータを記憶するメモリ装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基材と、
前記基材の一面に、下部電極層、磁性体膜、絶縁層、上部電極層が順に積層されてなる積層体と、
前記下部電極層と前記上部電極層との間に電圧を印加する電源と、を備え、
前記磁性体膜が、膜面に垂直な方向に磁気異方性を有しており、前記磁気異方性が、前記積層体の積層方向に直交する方向において、連続的に単調に増加または減少している、ことを特徴とするスピンテクスチャ制御装置。

【請求項2】
前記磁性体膜が、鉄とコバルトのうち少なくとも一方と、重希土類金属と、の合金からなることを特徴とする請求項1に記載のスピンテクスチャ制御装置。

【請求項3】
前記積層体の積層方向において、前記磁性体膜が、磁性層と遷移金属層とが交互に積層されてなるサンドイッチ構造を有する、ことを特徴とする請求項1に記載のスピンテクスチャ制御装置。

【請求項4】
前記磁性体膜が、前記積層方向と直交する方向において、一端側に近づくにつれて薄くなっている、ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のスピンテクスチャ制御装置。

【請求項5】
前記磁性体膜が、前記積層方向と直交する方向において、他端側に配置された板状の第一磁性体部と、
前記第一磁性体部の側面から突出し、前記一端側に向かって延在する少なくとも一つの第二磁性体部と、で構成されていることを特徴とする請求項4に記載のスピンテクスチャ制御装置。

【請求項6】
前記磁性体膜が、前記積層方向と直交する方向において、前記一端側に近づくにつれて薄くなっており、前記積層方向からの平面視において、前記第二磁性体部の幅が10nm以上20μm以下であることを特徴とする請求項5に記載のスピンテクスチャ制御装置。

【請求項7】
請求項1~6のいずれか一項に記載のスピンテクスチャ制御装置を用い、
前記下部電極層と前記上部電極層との間に印加する電圧を調整することにより、前記磁性体膜内でスピンテクスチャを制御することを特徴とする、スピンテクスチャ制御方法。

【請求項8】
請求項1~6のいずれか一項に記載のスピンテクスチャ制御装置において制御される、前記スピンテクスチャの状態に対応したデータを記憶することを特徴とするメモリ装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019143322thum.jpg
出願権利状態 公開
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