국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"라고 불리우는), 강력한 상관 전자 기술 센터 (Yoshinori Tokura Yoshinori 회장) (이하 "슈퍼 상관 센터")와 일본 과학 및 기술 기관 (Okimura Noriki) ( "JANT"(JINTORA) (NORICI) (NORICI) (이하) 세계에서 첫 번째강하게 상관 관계가있는 산화물금속 강자성 사용스핀 터널 정션의 금속 페로 마그네 (전극) 및 절연체 (터널 배리어)의 접합 인터라이트닝 바카라스의 자기 (인터라이트닝 바카라스 자기) 빛으로 성공적으로 검출되었고, 계면 원자 라미네이트 방법은 자기를 향상시키기 위해 고안되었고, 실제로 그것을 제조하고 평가함으로써 금속의 효과가 입증되었다
자기 메모리 등에 사용되는 성능 (터널 자기 저항)은 원칙적으로 전극 인 금속 강자성 재료를 기반으로합니다스핀 편광 속도값이 높을수록 좋습니다 따라서, 스핀 편광을 갖는 고도로 상관 관계가있는 산화물 금속 페로 마그네트는 이론적으로 무한한 터널 자기 정전기를 가지며, 스핀 터널 접합을위한 획기적인 새로운 재료가 될 것으로 예상된다
그러나, 스핀 터널 접합부는 강한 상관 된 산화물 금속 강자성 물질과 절연체 사이의 계면에서 스핀 편광의 감소로 인해 예상대로 달성되지 않았다
이번에는 Strong Correlation Center의 연구 그룹과 다른 사람들은 인터라이트닝 바카라스 자기를 정량적으로 탐지하는 새로운 방법을 개발하고 다양한 인터라이트닝 바카라스 조합에서 인터라이트닝 바카라스 자기를 체계적으로 검사함으로써 스핀 분극 감소의 원인을 설명했습니다 또한, 접합 인터라이트닝 바카라스에서 원자의 적층 구조를 최적화함으로써, 계면 자기가 극적으로 증가 할 수 있음이 밝혀졌다
이 기술 개발의 결과는 자기 메모리 (MRAM,자기 랜덤 액세스 메모리9144_9205
이 연구 결과는 미국 과학 저널을 기반으로합니다 "과학"의 7 월 30 일 호에 실 렸습니다
하드 디스크와 같은 디지털 정보 장치의 스토리지 밀도를 높이기위한 요구는 지속되지 않았으며 휴대용 장치의 성능이 향상되면 비 휘발성 메모리의 성능 및 통합 개선에 대한 수요가 있습니다
현재, 금속 강자성 물질 인 Permalloy를 사용하는 스핀 터널 접합 자기 센서는 이제 하드 디스크의 독서 헤드로서 실질적으로 사용되고 있으며, 최근에는 하드 디스크의 표면 기록 밀도가 매년 놀라운 속도로 증가하고 있지만, 추가로 민감한 자기 센서의 발달이 필요합니다
반면, 스핀 터널 접합의 또 다른 중요한 적용은 자기 메모리입니다 스핀 터널 접합에서 전력 공급이 중단 되더라도 정보는 자화 방향으로 저장 될 수 있으며 전기 저항으로 읽을 수 있습니다 자기 메모리로서 실제 사용을위한 개발 경쟁은 강화되고 있으며 성능의 추가 개선이 필요합니다
이러한 스핀 터널 접합부에서 가장 중요한 공로 인 터널 자석성은 원칙적으로 전극 인 금속 강자성 물질의 스핀 분극에 의해 결정됩니다
강한 상관 센터의 연구 그룹과 다른 연구 그룹은 강한 상관 산화물에 초점을 맞추고있는 새로운 차세대 재료로서 파괴자를 40%의 스핀 편광 속도로 대체합니다
망간 기반의 고도로 상관 된 상관 된 산화물 금속 페로 마그네트는 스핀 편광 속도 100%를 가지며, 매우 큰 터널 자기 정상이있는 스핀 터널 접합을 실현할 것으로 예상되지만, 지금까지 스핀 페로 마그네트와 스핀 터널 교차점에서의 절연체에서 스핀 편광 속도가 감소되어 성능이 충분합니다
이 사례는 AIST와 JST의 "Tokura Spin Superstructure Project"(2001-2006) [Tokura Yoshinori]의 공동 연구를 기반으로하며, 연구 주제는 "새로운 물리적 현상과 운영 원리를 기반으로 나노 디바이스 및 시스템을 만드는 것"(2003-2007) [연구 책임자 Akahi Hiroshi], Akhahi Hiroshi]에 대한 연구 영역에 대한 연구 영역에 대한 의뢰를 의뢰합니다 프로모션 프로젝트 팀-유형 연구 프로젝트 "새로운 물리적 현상 및 운영 원리를 기반으로 나노 디바이스 및 시스템 만들기"[연구 책임자 Kajimura Koji] [연구 책임자 Kajimura Koji] [연구 책임자 Akahi Hiroshi] [Sasaki Hiphi]와 COSHITO CORPON의 협력을 통해 얻은 결과입니다 타카시]
일본과 해외의 전기 제조업체와 다양한 연구 기관은 스핀 터널 접합의 성능을 반복적으로 제작하고 평가하여 전극 및 터널 장벽 인 절연체 인 금속 강자성 재료를 최적화하려고 노력해 왔습니다 강한 상관 센터의 연구 그룹과 다른 사람들은 기존의 방법이 성능이 급격히 향상 될 수 없을 것이라고 결정했으며, 스핀 터널 접합의 인터라이트닝 바카라스에서 스핀 편광 전자의 거동을 면밀히 조사하기 위해 주도권을 잡았습니다
처음에, 우리는 여러 인터라이트닝 바카라스를 쌓아 놓는 슈퍼 로트 티스 구조를 사용하여 자기 및 자기 정상 효과를 조사했지만, 전체 재료의 자기에서 단지 작은 부분 인 인터라이트닝 바카라스 자기를 추출하는 데 어려움을 극복 할 수 없었습니다 따라서 레이저 표시등이 사용되었습니다자화로 인한 두 번째 고조파 생성(mshg :자화 유도 제 2 고조파 생성)는 인터라이트닝 바카라스 자기 만 선택적으로 감지하는 데 성공했습니다 (그림 1 참조)
또한,이 기술을 다양한 재료 조합에 적용한 후, 인터라이트닝 바카라스에서의 전하 전달은 스핀 편광 감소의 원인이라는 것이 밝혀졌다 더욱이, 스핀 터널 접합에서 망간 기반의 고도로 상관 된 상관 관계가있는 산화물 금속 페로 마그넷, 스핀 편광 감소의 원인 인 계면에서의 원자 배열 구조 인 원자 배열 구조는 [그림 2 (a)] [그림 2 (a)]를 참조했으며, 구조는 원자 수준에서 설계된 것으로 나타 났으며, 결과의 결과로, 결과적으로 구조가 만들어졌다 2 (b)]
또한, 우리가 생산 한 스핀 터널 접합부의 터널 마그네상 정전기를 평가했을 때, 기존의 50% 자기 저항은 170%로 증가했으며 (온도는 10k), 인터라이트닝 바카라스 자기에 대한 기본 연구는 가능한 가장 짧은 거리에서 장치 성능을 향상시킨다
스핀 편광 측면에서 170%의 자기 저항성은 70%에 해당하며, 인터라이트닝 바카라스 구조의 추가 개선은 가능한 한 이상적인 값에 100%에 가까운 성능을 달성 할 것으로 예상된다
불행히도, 개발 된 스핀 터널 접합의 자성상은 온도 상승에 따라 감소하지만 MSHG에 의해 감지 된 인터라이트닝 바카라스 자기는 상대적으로 높으며, 이는 터널 장벽 층의 누출 전류로 인해 발생한다는 것이 알려져 있습니다
터널 배리어 층의 품질을 더욱 향상시키고 재료를 최적화함으로써, 누설 전류는 감소 될 것으로 예상되며, 실온에서 약 100%의 터널 자기 정전기로 실질적인 사용을위한 충분한 성능이 감소 될 것으로 예상된다
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그림 1 : 자화 유발 제 2 고조파 생성 (MSHG)을 사용한 강자성 및 절연체 접합 인터라이트닝 바카라스에서의 자기 검출 원리
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그림 2 (a)이 연구에서 개발 된 새로운 접합 인터라이트닝 바카라스의 원자 배열 구조
(b) 새로운 인터라이트닝 바카라스 (빨간색)에서 거대한 MSHG 기존 인터라이트닝 바카라스의 MSHG는 검은 색으로 표시됩니다
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