ホーム > ニュース・プレス > プレスリリース > 2016年 > 高集積化が可能な低電流スピントロニクス素子の開発に成功

高集積化が可能な低電流スピントロニクス素子の開発に成功

~固体電解質を用いたイオン移動で実現 低電流・大容量メモリの実現へ前進~

国立研究開発法人物質・材料研究機構
東京理科大学

NIMS MANAの研究チームは、東京理科大学と共同で、固体電解質と磁性体を組み合わせ、電圧をかけて磁性体にイオンを出し入れすることで、従来のスピントロニクス素子より低電流で磁性制御が可能な素子の開発に成功しました。

概要

  1. 国立研究開発法人物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点の土屋敬志博士研究員 (現在、東京理科大学) 、寺部一弥グループリーダー、青野正和拠点長らの研究チームは、東京理科大学の樋口透専任講師と共同で、固体電解質と磁性体を組み合わせ、電圧をかけて磁性体にイオンを出し入れすることで、従来のスピントロニクス素子より低電流で磁性制御が可能な素子の開発に成功しました。素子の構造が単純で高集積化も可能であるために、全く新しい低消費電力・高密度大容量型メモリの開発につながると期待されます。
  2. 今日の高度情報化社会では、膨大なデータ量を保存するための高密度大容量記録装置 (メモリ) の重要性が増しており、そのメモリ用素子の一つとして、電子の電荷とスピンの両方の性質を利用して情報記録を行うスピントロニクス素子が注目されています。しかし、これまで提案されているスピントロニクス素子は、構造が複雑なために高集積化が困難であり、書き込み電流が大きい等の問題点が指摘されていました。
  3. 本研究グループは、固体内をリチウムイオンが移動する固体電解質を用いて、磁性体Fe3O4にリチウムイオンを挿入・脱離させることにより、Fe3O4の電子キャリア密度や電子構造を変化させ、それに伴って磁気抵抗効果や磁化率など磁気特性を制御することに成功しました。今回の開発した技術では、従来型スピントロニクス素子と比較して、イオン移動を利用することで低電流での磁性制御が可能であり、構造が単純で高集積化が可能です。さらに素子が全て固体で構成されており液漏れなどの問題がないため、従来の半導体プロセスを使用して低消費電力で高密度大容量メモリの構築が可能になると期待されます。
  4. 今後、本成果を基に高集積化等の微細加工技術の開発をさらに進め、高密度大容量なメモリ等への応用を目指した実証実験を進める予定です。
  5. 本研究成果は、ACS NANO誌のオンライン版にて2016年1月6日 (日本時間) に掲載されました。

「プレスリリースの図1: 今回開発した手法の模式図。外部電圧を印加して、固体電解質 (ケイ酸リチウム) 内のリチウムイオンを磁性体 (Fe3O4) 内に挿入・脱離させることによって磁気抵抗効果や磁化率を制御する。」の画像

プレスリリースの図1: 今回開発した手法の模式図。外部電圧を印加して、固体電解質 (ケイ酸リチウム) 内のリチウムイオンを磁性体 (Fe3O4) 内に挿入・脱離させることによって磁気抵抗効果や磁化率を制御する。




本発表資料のお問い合わせ先

(研究内容に関すること)
国立研究開発法人 物質・材料研究機構
国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 
原子エレクトロニクスユニット
ナノイオニクスデバイスグループ
グループリーダー
寺部 一弥 (てらべ かずや)
TEL: 029-860-4383
E-Mail: TERABE.Kazuya=nims.go.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
東京理科大学 理学部第一部 応用物理学科
専任講師 樋口 透 (ひぐち とおる)
〒125-8585 東京都葛飾区新宿6-3-1
TEL: 03-5876-1401
E-Mail: higuchi=rs.kagu.tus.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
(報道・広報に関すること)
国立研究開発法人 物質・材料研究機構
企画部門 広報室
〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
TEL: 029-859-2026
FAX: 029-859-2017
E-Mail: pressrelease=ml.nims.go.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
東京理科大学 研究戦略・産学連携センター
〒162-8601東京都新宿区神楽坂1-3
TEL: 03-5228-7440
E-Mail: ura=admin.tus.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)

似たキーワードを含む プレスリリース

2018.04.04
2017.10.12
2016.08.18
Get ADOBE® READER®

PDFファイルの閲覧には、Adobe® Readerが必要です。