次世代低消費電力メモリへの応用に向けて前進

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2024-12-27

natural_sciences

{'items': [{'key': '1c4jo', 'term': 'スピントロニクスデバイス', 'description': {'blocks': [{'key': 'ff1jf', 'text': '電子の電気的な性質（電荷）を利用するエレクトロニクスデバイスに、電子の磁気的な性質（スピン）も活用することで、低消費電力デバイスの開発を目指す研究分野をスピントロニクスと呼び、スピントロニクス技術を利用した新機能デバイスをスピントロニクスデバイスと呼ぶ。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '396gj', 'term': '界面マルチフェロイク構造', 'description': {'blocks': [{'key': '8k0r4', 'text': '強磁性体と圧電体または強誘電体（圧電体の中でも、自発的に分極が生じ、その自発分極が電圧により反転可能な物質）の２層構造で構成され、磁性状態を電圧で制御することができる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'dp8k2', 'term': '強磁性体(磁石)', 'description': {'blocks': [{'key': '7alf1', 'text': '物質中の原子の磁気モーメントが同一の方向に揃って整列した状態を強磁性状態と呼び、そのような状態が実現する物質が強磁性体である。磁石のこと。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '1c83u', 'term': '圧電体', 'description': {'blocks': [{'key': '6vcfa', 'text': '外場を加えた時に物質を構成する原子やイオンの相対位置が変化し、表面にプラスとマイナスの電荷（分極）が生じる現象を圧電効果と呼ぶ。一方、電圧印加により物質の形状を変化させることを逆圧電効果と呼ぶ。圧電体とは、これらの現象が顕著に現れる物質である。機械的変化と電気的変化を互いに変換できるため、振動センサー、圧力センサー、アクチュエータなどに用いられている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'b5jvt', 'term': 'ME-MRAM', 'description': {'blocks': [{'key': 'k3pb', 'text': '磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（MRAM）の一種。MRAMは、電源をOFFにしても情報が保持される不揮発メモリである。高速動作、高書き込み耐性などを有することから、次世代のランダムアクセスメモリとして期待されている。MRAMの中で、情報書き込みを電圧によって行うタイプをME-MRAMとよぶ。後述のSTT-MRAMが素子に電流を通電して情報書き込みを行うのに対して、ME-MRAMでは界面マルチフェロイク構造を利用して、電圧による情報書き込み動作を行う。これにより、書き込み動作時に生じる電力消費を著しく低減可能になると期待されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '9j9rk', 'term': '磁気電気結合係数', 'description': {'blocks': [{'key': '15vlm', 'text': '界面マルチフェロイク材料の性能指標として用いられる値であり、印加した電界(E)に対して変調された磁化(M)の値を用いて、μ0(dM/dE)で表される。ここで、μ0は真空の透磁率である。この値が大きいほど、効率的に電界で磁性を制御可能な材料であることを意味する。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [{'offset': 61, 'length': 1, 'style': 'SUBSCRIPT'}, {'offset': 80, 'length': 1, 'style': 'SUBSCRIPT'}, {'offset': 64, 'length': 1, 'style': 'ITALIC'}, {'offset': 67, 'length': 1, 'style': 'ITALIC'}], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'em7nr', 'term': 'STT-MRAM', 'description': {'blocks': [{'key': 'dlloc', 'text': 'MRAMの一種。特にスピントランスファートルク(STT)現象を利用して電流により磁化反転を誘起し、情報書き込みを行うMRAMをSTT-MRAMと呼ぶ。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'a4ptc', 'term': 'ハードディスクドライブ(HDD) ', 'description': {'blocks': [{'key': '8ecbc', 'text': '強磁性体を記録媒体とし、磁気ヘッドを移動させることで情報を読み書きする大容量磁気メモリデバイスのこと。HDDは大容量・安価・不揮発という長所を有しており、データセンターにおいてメインストレージデバイスとして使用されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '5loc6', 'term': '磁気トンネル接合素子', 'description': {'blocks': [{'key': '2n8ff', 'text': '強磁性層/絶縁層/強磁性層の三層で構成される構造を磁気トンネル接合と呼ぶ。このような構造においては、二つの磁性層の磁化配置が平行か反平行かによって、素子の電気抵抗が大きく変化する「トンネル磁気抵抗効果」が発現する。この効果は、HDDの読み取りヘッドやMRAMの記録セルなどに使用されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '9bbu8', 'term': '電圧印加方式', 'description': {'blocks': [{'key': '52i3s', 'text': '電圧を印加することにより、磁化の向きを変調する手法のこと。この方式は、通電に伴うジュール損失が生じないため、エネルギー消費の少ない新しい磁化制御技術として期待されている。歪み効果を積極的に活用する界面マルチフェロイク構造の他に、超薄膜金属強磁性体/誘電体界面に電圧を印加して界面磁気異方性（磁化を特定の方向に向かせる性質）を変調することで、磁化の向きを制御するアプローチも研究されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '4il9c', 'term': 'スピン偏極率', 'description': {'blocks': [{'key': '1nnao', 'text': '物質の電気伝導に寄与する電子のスピンは、上向きと下向きの二種類の状態を取る。スピン偏極率は、この上向きスピン数と下向きスピン数の差で定義され、スピン偏極率が１となる材料はハーフメタルと呼ばれる。スピントロニクスデバイスの高性能動作に重要な指標である。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '5rmq6', 'term': 'ホイスラー合金磁石', 'description': {'blocks': [{'key': '2dsna', 'text': '構成原子が規則正しく配列した規則合金磁石の一種であり、ドイツのホイスラーによって発見された。その構成元素や規則性に依存して様々な特性を示す物質が発見されている。特に、Co2FeSiなどのCo系ホイスラー合金磁石では完全にスピン偏極したハーフメタル状態が理論的に予想されており、高性能なスピントロニクス材料として注目を集めている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [{'offset': 85, 'length': 1, 'style': 'SUBSCRIPT'}], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['es', 'eng']

['宇佐見 喬政', '真田祐彌', '浜屋宏平', '白土 優']

スピントロニクス研究は、様々な新物性・新機能が続々と発見される魅力的な分野ですが、その中でも「室温以上の巨大物性」の発現に注目した材料研究やデバイス研究が今後一層大事であると思います。私たちは非常に高度な技術を用いてこれらの研究成果を得ていますが、大学院生が中心となって見出した新技術でもあります。学生が中心となって試行錯誤する大学での研究開発は泥臭いものですが、彼らの成長(人材育成)にも貢献できるため、楽しく、非常にやりがいもあります。

浜屋宏平

教授

基礎工学研究科

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/0dd095b8b5e7f0cc.html?k=%E6%B5%9C%E5%B1%8B%E5%AE%8F%E5%B9%B3