바카라 하는 법을 사용한 자화 제어의 고효율

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")Nanospintronics Research CenterNoyuasa Shinji, Takayuki의 Nozaki Takayuki 리서치 센터 책임자 인 Noyuasa Shinji는 바카라 하는 법을 사용하여 자석의 자화 방향을 효율적으로 제어하는 ​​기술을 개발했습니다

철에 붕소가 첨가 된 초박형 자기 재료는 산화 마그네슘 단열 층의 두 층의 산화 마그네슘 산화 마그네슘 사이에 샌드위치되어 있으며 바카라 하는 법을 적용하여 생성된다자기 이방성의 금액을 만드는 데 성공했습니다 이전보다 약 3 배 더 효율적입니다 비 휘발성 고체 자기 기억에 특화되어 있습니다Spintronics Device의 저전력 소비 주행을 촉진하는 기술 일 것으로 예상됩니다

이 연구 결과는 일본 과학 기술 기관 (JST)의 전략적 창의적 연구 촉진 프로젝트 (CREST Director : Yuasa Shinji)의 일환으로 수행되었으며 2013 년 6 월 24 일 일본 과학 저널 "Applied Physics Express| "의 온라인 Breaking News 버전에서 릴리스됩니다

이 연구에 사용 된 장치 구조의 개략도 절연 층 1 및 절연 층 2는 초대형 금속 자석 층을 샌드위치하는 구조 바카라 하는 법을 적용하여 자화 방향 (빨간색 화살표)을 효율적으로 제어 할 수 있습니다

에너지 절약 및 환경 친화적 인 정보 기술인 "녹색"을 실현하기 위해서는 스탠드가 낮고 구동력이있는 전자 장치 기술을 개발할 필요가 있습니다 전자의 자기 속성입니다스핀를 사용하여 새로운 기능을 개발하는 것을 목표로합니다spintronics"이를 달성하기위한 강력한 기술이 될 것으로 예상됩니다 스핀의 정렬로 인한 자화는 전력을 공급하지 않고도 방향을 바꾸지 않고 대기 전원이 거의 필요하지 않은 자기 메모에 사용되는"비 휘발성 "이라는 특성을 가지고 있습니다

스핀 트로 닉스에서, 자석의 자화 방향과 운동을 제어함으로써 정보 조작이 수행된다 현재 전류로 제어되고 있지만 매우 큰 전류가 필요합니다Jule Fever로 인해 에너지가 소비되며 저전력 소비를 주도하는 데 큰 장애물입니다 이 문제를 근본적으로 해결하기 위해, 자화 상태가 전류가 아닌 바카라 하는 법에 의해 제어되는 기술이 필요하다 바카라 하는 법 자화 제어 기술에는 1) 실온에서의 안정적인 작동, 2) 높은 반복 정보 쓰기 저항, 3) 정보를 출력하는 구조 및 4) 실질적인 사용에 중요한 나노 초의 고속 작동이지만 현재 상황은 그러한 기술이 없다는 것입니다

AIST는 현재까지 국립 대학교 회사 인 오사카 대학교와 협력하여 바카라 하는 법을 적용하여 자기 이방성을 제어하는 ​​기술을 사용하여 양방향 자화 반전 제어와 고속 자화 운동의 제어 (2012 년 5 월 1 일 AIST 프레스에 의해 발표)를 사용하여 양방향 자화 반전 제어와 같은 기본 기술을 개발하고 있습니다 그러나, 지금까지, 바카라 하는 법에 의해 유도 된 자기 이방성의 소량의 변화는 실제적으로 사용하는 데 어려움이있다

바카라 하는 법을 사용하여 자기 이방성 제어를 보여주기 위해 사용 된 강자성 터널 접합 요소는 더 낮은 전극 층/초소형 필름 메탈 마그넷 레이어/절연 층/기준 자석 층/상부 전극 층으로 구성되어 있으며, 상부와 하부 전기 층 (Ultra-weconet weectropy) 사이에 전극이 적용될 때, Ultra-than Magnetics 사이에 전극이 적용될 때 1 (a)) 한편, AIST는 철 및 유적 합금으로 구성된 금속 자석 층 (Feb 층)이 산화 마그네슘 절연 층의 두 층 사이에 샌드위치되는 구조에서, 2 월 층의 자화는 필름 표면에 강한 방향으로 향상된다는 것을 발견했다 이 이중 단열 층 구조를 사용하는이 강자성 터널 정션 장치는 기가비트 규모의 대용량 솔리드 자기 메모리 장치에 적용될 수있는 충분한 자기 열 안정성을 갖는 구조로서 주목을 끌고 있으며, 현재 중심의 스피 트로닉 장치로서 개발되고있다 이번에는 바카라 하는 법 제어 기술을위한이 이중 절연 층 구조를 개선하고 자기 이방성 변화의 효율을 높이기 위해 노력했습니다

이 연구 및 개발은 JST의 전략적 창의적 연구 프로모션 프로젝트 (CREST) ​​"혁신적인 프로세스 (2009-2005)를 통한 금속/기능성 산화물 복합 장치 개발"(연구 책임자 : Watanabe Hisatsune, 조사 책임자 : Yuasa Shinji)에 의해 지원되었습니다

이 시간에 제조 된 요소의 개략도가 그림 1 (b)에 나와 있습니다 이중 절연 층 구조를 바카라 하는 법으로 구동하기 위해, 이전에 2 나노 미터 이상의 필름 두께였던 금속 자석 층은 초박형에서 15 나노 미터로 만들어지고 산화 마그네슘의 절연 층 사이에 샌드위치되었다

그림 1 (a) 기존 구조의 구조적 다이어그램 및 (b) 이번에 사용 된 강자성 터널 접합 요소 화살표는 각 자석 층의 자화 방향을 나타냅니다

바카라 하는 법 적용터널 자기 적 효과| 이 요소의 수직 자기 이방성의 변화를 정량적으로 평가하기 위해 측정되었다 (도 2) 먼저, 수직 자화 필름 인 2 월 층의 자화에서, 평면 내 자기장이 외부에서 적용되어 수직 자기 이방성을 극복하고, 자화는면 내 방향으로 정렬된다 (도 2 (a)) 이 상태에서는 바카라 하는 법이 장치에 적용됩니다 2 월 층의 수직 자기 이방성이 증가 할 때, 자화 방향은 외부 자기장과 수혈 성 자기 이방성에 의해 균형을 잡는 방향으로 마주보고 필름 평면에 수직으로 상승하려고 시도한다 (도 2 (b)) 요소의 저항 값은 터널 자기 정전 효과로 인해 상부 및 하부 자석 층의 자화의 상대적 각도에 의존하고, 저항을 측정함으로써, 2 월 층의 수직 자기 이방성의 변화를 평가할 수있다

그림 2 바카라 하는 법 적용으로 인한 수직 자기 이방성의 변화를 평가하는 방법에 대한 회로도

적용된 바카라 하는 법의 크기와 외부 자기장의 크기를 변화시킴으로써 유사한 측정이 수행되었다 무화과 3은 2 월 층의 수직 자기 이방성의 바카라 하는 법 의존성을 보여준다 비교를 위해, 기존 구조의 경우 바카라 하는 법 적용으로 인한 수직 자기 이방성의 변화의 기울기 (도 1 (a))는 점선으로 표시된다 양의 바카라 하는 법이 적용될 때, 수직 자기 이방성의 변화는 종래의 구조와 비교하여 상당히 증가하여 약 3 배의 경사에서 변화 하였다 이 경사는 바카라 하는 법으로 인한 제어 성의 효율을 직접 나타내므로 이중 절연 층 구조는 기존의 바카라 하는 법보다 3 배 더 효율적인 바카라 하는 법 제어를 허용 함을 나타냅니다

또한, 종래의 구조에서, 음의 바카라 하는 법이 적용될 때 수직 자기 이방성은 감소했지만, 현재 이중 절연 층 구조 요소에서, 음의 바카라 하는 법이 적용될 때에도 수직 자기 이방성이 증가했다 이 현상의 메커니즘은 현재 알려져 있지 않지만 바카라 하는 법에 의해 이방성을 제어 할 때의 자유 정도를 증가시킬 수 있습니다

이 결과는 기가비트 스케일에서 대용량 솔리드 자기 메모리 장치에 적용될 수있는 자기 열 안정성을 갖는 강자성 터널 접합 요소조차도 바카라 하는 법에 의해 자화 될 수 있으며, 바카라 하는 법 구동 저전력 스핀 트로닉 장치의 실제 적용을 크게 가속화 할 수 있음을 보여준다

그림 3 바카라 하는 법 적용으로 인한 수직 자기 이방성 변화의 실험 결과 상단 전극 측이 양의 바카라 하는 법이되는 조건은 양의 바카라 하는 법의 적용으로 정의됩니다 빨간색 점은 현재 장치의 결과이며, 파란색 점선은 기존 구조를 가진 장치의 예입니다 그러나, 수직 축은 0V에서 수직 자기 이방성의 크기가 동일한 것과 일치하도록 이동한다

앞으로 금속 자석 재료와 장치 구조를 계속 최적화하고 자기 이방성 변화의 효율을 높이고, 바카라 하는 법 중심의 3 말단 증폭 요소와 같은 새로운 기능을 갖춘 스핀 트로닉 장치를 개발하는 것을 목표로 할 것입니다

◆ 자기 이방성

이 현상은 자석의 자화 방향에 따라 다른 내부 에너지를 유발하고 자화가 지시 될 가능성이있는 방향을 결정합니다 이것은 결정 구조와 자석 모양 때문입니다[참조로 돌아 가기]

◆ Spintronics Device, Spintronics

자기 재료를 사용하는 전자 기술을 Spintronics라고합니다 전자의 자석 특성 인 스핀을 사용함으로써 전하뿐만 아니라 전자도 전자를 사용하여 이전 기술로 달성 할 수없는 새로운 기능을 갖춘 전자 장치를 만드는 것을 목표로합니다 Spintronics를 사용하는 전자 장치는 Spintronic 장치라고하며 전형적인 예는 터널 자기 적 요소를 사용한 비 휘발성 고체 자기 메모리를 포함합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 스핀

전자와 같은 요소 입자는 자기장에 자석 유사 특성을 가지며이를 스핀이라고합니다 전자 스핀의 두 가지 유형의 전자 스핀이 있으며, 예를 들어, 전자 스핀이 재료 내에서 동일한 방향에있을 때 자석이 자기 력을 얻을 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ Jule Fever

저항을 통해 흐르는 전류에 의해 생성 된 열 히터와 같은 일부 전기 기기는 Joule 열을 적극적으로 사용하지만 전자 장치에서는 전기 에너지가 원래 목적으로 불필요한 열로 손실됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 터널 자기 저항 효과

바카라 하는 법이 약 몇 나노 미터의 필름 두께를 갖는 자석/절연 층/자석으로 구성된 터널 마그네틱 접합 요소의 양쪽 끝에 바카라 하는 법이 적용될 때, 작은 터널 전류는 양자 역학적 효과로 인해 절연 층을 통해 흐릅니다 터널 전류의 흐름의 용이성은 터널 자기 정전기라고하는 양쪽에 두 자석의 자화의 상대적 각도에 따라 크게 변화합니다 일반적으로, 자화는 평행 배열이 배열 될 때 저항이 낮고, 반 연합 합의가 배열 될 때 높은 저항성이다[참조로 돌아 가기]