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(In Japanese)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_EN

Patent code P200016604
File No. N19025
Posted date Feb 18, 2020
Application number P2019-143322
Publication number P2020-077841A
Date of filing Aug 2, 2019
Date of publication of application May 21, 2020
Priority data
  • P2018-208431 (Nov 5, 2018) JP
Inventor
  • (In Japanese)劉 小晰
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
Title (In Japanese)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_EN
Abstract (In Japanese)
【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D1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
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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)。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2019143322thum.jpg
State of application right Published
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