매우 낮은 전력 바카라 하는 법 쓰기를 실현하기위한 새로운 기술을 개발했습니다

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")Nanospintronics Research Center리서치 센터 인 Yuasa Shinji의 이사 인 Takayuki 최고 연구원은 고주파 전압을 사용하여 금속 자석 재료를 생성합니다자화의 방향을 반전시키는 데 필요한 바카라 하는 법장을 줄일 수있는 새로운 기술 (Magnetization Version Assist Technology)을 개발했습니다

　바카라 하는 법화 참조 층/단열 레이어/울트라 얇은 필름자화가없는 층터널 바카라 하는 법 적 요소고주파 전압을 초박형 자화가없는 층에 적용바카라 하는 법 이방성주기적으로 변경됩니다 이로 인해 자화가 발생합니다 (아래의 빨간색 화살표 아래 (A), 빨간색 화살표)압력생성되어 자화 반전의 바카라 하는 법장을 크게 감소시킵니다 우리가 이번에 발견 한이 현상은 바카라 하는 법 기록이며비 휘발성 고체 바카라 하는 법 메모리와 같은 전력 소비가 적은 정보 작성 기술에 적용될 것으로 예상됩니다

이 연구 개발은 일본 과학 및 기술 기관 (JST)의 전략적 창조적 인 연구 촉진 프로젝트 (CREST)의 연구 주제 (주요 조사관 : Yuasa Shinji)의 일부로 수행되었으며 2014 년 6 월 30 일 일본 과학 저널 "Applied Physics Express| "의 온라인 Breaking News 버전에서 릴리스됩니다

(a) 이번에 사용 된 터널 자석성 요소의 개략도 및 (b) 역 바카라 하는 법장을 감소시키는 효과의 예

(a) 고주파 전압이 적용될 때, 초대형 금속 자석으로 구성된 초대형 자화가없는 층의 자화 (빨간색 화살표)가 자화를 반전하는 데 필요한 바카라 하는 법장을 감소시킵니다 (b) 약 1GHz에서 최대 약 80%의 역 바카라 하는 법장의 감소가 확인되었다

자석의 N (S) 극의 방향을 0 및 1과 같은 이진 상태로 대체하여 정보를 기록하는 바카라 하는 법 기록은 바카라 하는 법 테이프, 자석-광학 디스크, 플로피 디스크 및 하드 디스크로 모양을 변경하면서 레코딩 용량을 증가시켜 폭발적으로 성장하는 디지털 정보 사회의 개발을 지원했습니다 바카라 하는 법 기록 분야의 문제는 자화 방향을 변화시키는 데 필요한 바카라 하는 법장 (역 바카라 하는 법장)을 줄이기위한 기술 개발입니다 기록 용량을 증가시키기 위해, 자석의 부피를 줄이는 것이 필수적이지만, 자석을 줄이면 바카라 하는 법 에너지를 줄이면 자화의 방향을 유지하고 경우에 따라 실온에서 열 에너지가되면 자화의 방향이 역전되어 정보 손실이 발생할 수 있습니다 이를 방지하기 위해, 자화 방향을 고정시키는 큰 "바카라 하는 법 이방성"을 사용하여 바카라 하는 법 에너지 산을 증가시키는 조치가 취해졌지만, 반면에, 정보 재 작성에 필요한 바카라 하는 법장 (역 바카라 하는 법장)은 너무 커져서 다시 작성할 수없는 딜레마를 초래합니다

이 문제를 해결하기위한 미래의 기술은 전자 레인지 보조 자화를 역전시키기 위해 제안되었으며, 여기서 고주파 바카라 하는 법장이 외부로부터 자석 재료에 적용되고 자화의 세차를 유발하고 바카라 하는 법화 반전에 필요한 에너지의 산을 줄입니다 (그림 1) 이것은 정보가 저장 될 때 자화 방향에서 높은 안정성을 허용하고, 쓰기 순간에만 안정성을 낮추면 역전에 필요한 바카라 하는 법장을 줄일 수 있습니다 그러나 강한 고주파 바카라 하는 법장을 생성하려면 큰 전류가 필요하기 때문입니다저항 손실로 인한 전력 소비 증가 도전입니다

그림 1 마이크로파 보조 자화 반전의 개념적 다이어그램

자화 방향을 반전하려면 바카라 하는 법 에너지의 산이 초과해야합니다 고주파 바카라 하는 법장 (파란색 화살표) (빨간색 화살표)으로 인해 자화성 세차가 발생하면 바카라 하는 법 에너지의 산이 낮아져 작은 바카라 하는 법장에 의해 역전 될 수 있습니다

AIST는 국립 대학교 기업인 오사카 대학교와 협력하여 고주파 전압을 사용하여 고주파 전압을 제어하여 고가의 금속 자석 재료에 고주파 전압을 적용하여 고고기 마그네틱 필드를 적용 할 때와 유사한 자화의 세차를 유도하는 기술을 개발했습니다 (Aisotech Press가 2012 년 5 월 1 일 발표) 전압으로 인한 세차를 유도하는 것은 본질적으로 전류가 흐르는 것을 필요로하지 않기 때문에, 전류를 유도하는 것과 비교하여 구동 전력의 현저한 감소가 예상 될 것으로 예상된다 그러나, 이전 연구는 고주파 전압이 작기 때문에 자화 반전의 거동에 미치는 영향을 확인하지 못했습니다 이번에는 이전보다 더 강한 고주파 전압을 적용하여 역 바카라 하는 법장을 감소시키는 원리를 보여 주려고 노력했습니다

이 연구 및 개발은 일본 과학 및 기술 기관 (JST)의 전략적 창조적 인 연구 촉진 프로젝트 (CREST)의 전략적 창조적 인 연구 촉진 프로젝트 (CREST)의 전략적 창의적 창의적 연구 촉진 프로젝트 (CREST)의 전략적 창의적 창의적 연구 촉진 프로젝트 (CREST)의 전략적 창의적 창의적 연구 촉진 프로젝트 (CREST)의 전략적 창의적 창의적 연구 촉진 프로젝트 (CREST)의 전략적 창조적 인 연구 촉진 프로젝트 (CREST)의 혁신 프로세스를 통한 금속/기능적 산화 산화물 복합 장치의 개발 (2009-2004) "(2009-2004)를 기반으로합니다 (2009-2004) (2009-2004) (연구 책임자 : Yuasa Shinji) 및 전 Strategic Shinji, Aist의 Strategic Shinji) 효율성 대규모 데이터 처리 이니셔티브 (Impulse : 대부분의 전력 효율적인 초대형 데이터 탐색에 대한 이니셔티브)에 의해 뒷받침되었습니다

자화 반전의 거동을 전기적으로 측정하기 위해 그림 2에 사용Perortic Magnetizationtype터널 바카라 하는 법 적 요소의 회로도를 참조하십시오 자화 기준 층, 절연 층 및 초박형 자화가없는 층은 수직, 특히 자화 된 철 박막 (검은 색 화살표는 자화 방향을 나타냄)과 산화 마그네슘으로 만들어지며, 이는 전류 흐름으로 인한 자화의 영향을 무시할 정도로 두껍고 무시 될 수있다 자화가없는 층은 18 nm의 두께로 철으로 만든 수직 자석 박막이며, 바카라 하는 법 이방성에 의해 자화 방향을 제어하여 전압이 적용될 때 변화 할 수 있습니다 장치의 단면 영역은 2 × 6 µm²이 요소에 고주파 전압을 적용하는 동안, 자화가없는 층의 자화는 외부 바카라 하는 법장에 의해 역전되어 자화 반전의 거동을 측정했다 역 바카라 하는 법장의 평가는 자화 기준 층 (검은 색 화살표)의 자화의 상대적 각도와 초트라틴 자화가없는 층 (빨간색 화살표)에 따라 요소의 저항 값을 변화시킵니다터널 바카라 하는 법 적 효과를 사용했습니다

그림 2 이번에 사용 된 터널 바카라 하는 법 적 요소의 개략도

그림 3 (a)는 315 mV의 유효 값의 고주파 전압을 적용하면서 측정 된 터널 바카라 하는 법 저항 곡선을 보여줍니다 초트라틴 필름 자화가없는 층의 자화가 평행 할 때 수직 축은 0으로 정규화되고, 자화가 항구 평행 층 일 때 1은 정규화 될 때 외부 바카라 하는 법장 (축 위)은 평면 내에서 50도 상승 방향 (도 2, 연한 파란색 화살표)에 추가되며 +200 OE ~ -200 OE, -200 OE에서 +200 OE의 순서대로 10 OE 단위로 변경됩니다 (OE는 바카라 하는 법장 강도의 단위) 이 외부 바카라 하는 법장 범위에서, 자화 기준 층의 자화 방향 (검은 색 화살표)은 변하지 않으며, 저항의 변화는 초박형 자화가없는 층의 자화 반전을 반영한다 예를 들어, 측정 결과 (녹색) 5GHz의 전압을 적용하는 동안 (녹색), 바카라 하는 법장이 +200 OE에서 음성 방향으로 스윕 될 때, 자화가없는 층의 자화 (빨간색 화살표) 만 -120 OE에서 아래쪽으로 반전되고 요소 저항이 0에서 1에서 1에서 1에서 변할 때, 긍정적 인 방향의 낭비가 될 때, - 초트라틴 자화가없는 층은 다시 +40 OE에서 위쪽으로 반전되고 요소 저항은 1에서 0으로 변합니다 (그림 3 (a)의 그림 참조) 자화 역 바카라 하는 법장은이 저항 변화가 발생하는 바카라 하는 법장의 폭의 절반으로 정의되며 (그림 3 (b)의 삽입 참조), 결과는 역 바카라 하는 법장의 고주파 전압 주파수의 의존성을도 3 (b)에 나와 있습니다 자화 반전 바카라 하는 법장은 고주파 전압이 약 1GHz에서 적용되지 않은 경우에 비해 80% 이상 감소되었으며, 여기서 세차가 효율적으로 발생했습니다

그림 3 (a) 고주파 전압을 적용하는 동안 측정 된 터널 바카라 하는 법 저항 곡선의 예, (b) 자화 반전 바카라 하는 법장의 전압 주파수 의존성

이전에, 마이크로파 보조 자화 반전에서, 몇 MA의 큰 전류를 수십 MA로 전달해야했지만, 이번에 사용 된 터널 바카라 하는 법 저항 요소는 큰 저항을 가지므로 요소를 통해 흐르는 전류는 01 ma보다 작습니다 따라서, 자화 반전은 10 분의 1 미만으로 전류로 인해 불필요한 전력 소비를 억제하면서 자화 반전을 촉진 할 수 있음이 밝혀졌습니다

이번에는 고주파 전압을 적용하여 발생하는 자화의 세차를 활용하는 새로운 자화 반전 보조 효과를 입증 할 수 있었으며, 차세대 초 고밀도 바카라 하는 법 기록 및 비 변형 단단한 바카라 하는 법 메모리의 더 낮은 전력 소비를 촉진하는 기술이 될 것으로 예상됩니다

향후, 우리는 수직 바카라 하는 법 이방성이 높은 재료 시스템을 연구 할 예정이며, 고주파 전압 (전기장)을 국부적으로 적용하기위한 새로운 바카라 하는 법 기록 보조 헤드를 개발하고 몇 ~ 몇 개의 NM 크기의 마이크로 마이닝에 대한 자화 반전 보조 효과를 입증하기위한 새로운 바카라 하는 법 기록 보조 헤드를 개발할 것입니다

◆ 자화

원자의 전자 제품은 바카라 하는 법 모멘트라고 불리는 자석의 특성을 가지고 있습니다 이러한 바카라 하는 법 모멘트의 방향이 인접한 원자 사이의 동일한 방향으로 정렬되면, 이들은 자석 재료가된다 단위 부피당 바카라 하는 법 모멘트의 양을 자화라고하며, 바카라 하는 법 모멘트가 클수록 더 높을수록 자석이 강해집니다 물체 내에 포함 된 바카라 하는 법 모멘트가 함께 추가 될 때, 그것들은 하나의 큰 바카라 하는 법 모멘트 인 것처럼 보이며, 이는 자석의 북쪽과 남쪽 극의 기원입니다 자화 방향은 S 극에서 N 극으로 향하는 화살표 (벡터)에 의해 표현된다[참조로 돌아 가기]

◆ 바카라 하는 법 기준 층, 자화가없는 층, 터널 마그네상 요소, 터널 마그네상 효과

약 몇 개의 nm의 필름 두께를 갖는 자석/절연 층/자석으로 구성된 샌드위치 구조를 터널 바카라 하는 법 접합 요소라고합니다 이 요소에 전압이 적용될 때, 작은 터널 전류는 양자 기계 효과로 인해 절연 층을 통해 흐릅니다 터널의 흐름의 용이성은 터널 자석 정전 효과라고 불리는 양쪽 자석의 상대적 자화 각도에 따라 크게 변화하고, 평행 배열이 배열 될 때 자화는 낮은 저항이되고, 항자골 배열이 배열 될 때 높은 저항이됩니다 일반적으로, 정보는 하나의 자석 (자화 기준 층)의 자화 방향을 고정하고 다른 자화의 자화 방향 (자화가없는 층)을 변경하여 저장됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 바카라 하는 법 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]

◆ 수혈 운동

회전 축을 변화시키기 위해 회전체에 힘이 적용되면 (각 운동량이있는) 힘은 회전 축이 힘 (자이로 효과)에 수직으로 이동하여 세차를 초래합니다 프레임의 회전 축으로 회전하는 목 스윙 운동 (아래 다이어그램 왼쪽)은 세차 운동의 예입니다 정적 바카라 하는 법장이 적용되면 (아래 다이어그램 오른쪽의 연한 파란색 화살표), 세차는 프레임처럼 발생합니다 그러나 바닥에 대한 마찰로 인해 프레임이 결국 붕괴되는 것처럼, 다양한 마찰의 영향으로 인해 자화가 결국 중단 될 것이며, 움직임은 결국 바카라 하는 법장의 방향으로 중단 될 것입니다
따라서, 고주파 바카라 하는 법장 (아래 그림 오른쪽의 녹색 화살표)이 정적 바카라 하는 법장에 수직으로 자석화를 유발할 수있는 특정 주파수 (공명 주파수)와 일치하면 에너지 공급과 함께 지속적으로 유지됩니다 (페로 마그 레코 네티 틱 보조금) 이것은 공명 현상이기 때문에 소규모 힘은 고효율로 큰 움직임을 유발할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 비 휘발성 고체 바카라 하는 법 메모리

전원이 없어도 정보가 손실되는 것을 방지하는 기능을 갖춘 메모리를 비 휘발성 메모리라고합니다 기존의 휘발성 메모리에 비해 대기 전력을 크게 낮추는 것 외에도 시작 및 종료에 필요한 시간을 줄일 것으로 예상됩니다 Spintronics 분야에서, 터널 바카라 하는 법 적 요소의 높고 낮은 저항 상태를 0 및 1로 대체하여 정보가 저장되고 읽는 비 휘발성 고체 바카라 하는 법 기억의 개발이 수행되고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 저항 손실

전류는 저항을 통해 흐르고 열로 손실됩니다 히터와 같은 일부 전기 기기는이 열을 적극적으로 사용하지만 전자 장치에서는 전기 에너지가 원래 목적으로 불필요한 열로 손실됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ perortic magnetization

바카라 하는 법화가 자석 박막의 필름 표면의 수직 방향으로 향하는 상태를 수직 자화라고합니다 필름 평면에서 자화가 지시 될 때 (평면 내 자화)와 비교하여, 자화 방향은 더 작은 자석으로도 안정적으로 유지 될 수 있으며, 대용량 바카라 하는 법 기록 매체 및 비 휘발성 고체 바카라 하는 법 기억에 사용된다[참조로 돌아 가기]