내각 사무소는 과학 및 기술 및 혁신 협의회가 이끄는 혁신적인 연구 및 개발 프로모션 프로그램 (IMPACT)의 프로그램 관리자 인 Sahashi Masaji의 연구 개발 프로그램의 일환으로 오사카 대학교 오사카 대학교의 미와 신지 (Miwa Shinji) 부교수, 고등 밝기 과학 센터의 센터의 팀장 인 Tsujikai Masato, Tsujika Masato, Tsujika Masato, Tsujika Masato, 국립 고급 산업 기술 연구소의 연구팀과 일본 재료 및 재료 연구소의 Okubo Tadakatsu는 전압으로 원자의 모양을 전기적으로 변화시켜 초 에너지 절약 스피드 바카라 기억을 실현하는 새로운 원리를 발견했습니다
이전에, 전류 에너지는 나노 미터 크기의 자석을 사용한 메모리의 주행 원리로 요구되었다 따라서, 열 발생을 최소화하는 순간 전압을 통해 스피드 바카라 극 반전이 달성 될 것으로 예상된다 반면,이 전압 스피드 바카라 효과는 실제 수준의 10 분의 1 미만이며 새로운 재료가 필요했습니다
이 연구 그룹은 원자 수준 (2/10 백만 분의 밀리미터)에서 제어되는 철 백금 인공 자석을 제조했습니다 또한, 대형 싱크로트론 방사선 시설에서 실험 및 이론적 계산은 전압으로 인한 원자의 변형이 전압 스피드 바카라 효과의 증가를 초래하는 새로운 원리를 보여 주었다
이 연구의 결과를 사용한 재료 설계는 앞으로의 현재 상태보다 전압-자극 효과가 10 배 높을 수있게하며, 우리는 열 생성을 최소화 할 수있는 초 에너지 절약 비 휘발성 메모리를 실현하기를 희망합니다
이 연구는 요시시기 스즈키 교수, 케 나키 마츠다, 카즈 히토 타나카, 타쿠야, 타카 카라 박사, Nawaoka Takahei 박사, Frédéric Bonell 박사와 협력하여 실시되었습니다 Frédéric Bonell 박사, Frédéric Bonell 박사, Advanced Institute and Technology의 국립 산업 과학 연구소의 Yuasa Shinji Research Center 이사, Kothani Yohinori, The Groodani Institute의 Yuasa Shinji Research Center 이사 그룹 리더 인 Nakamura Tetsuya, Takarano Kazuhiro Japan Materials and Materials Research 연구소의 Takarano 연구원 및 Tohoku University의 Shirai Masafumi 교수 이 연구의 결과는 2017 년 6 월 23 일 오후 6시 (일본 시간)에 출판 된 영국 과학 저널 "Nature Communications"에 온라인으로 발표 될 예정입니다
IT 장비의 전력 소비를 낮추는 것은 사회 생활을 풍부하게하고 지구 환경을 유지하는 데 매우 중요한 문제입니다 전자 분야에서이를 달성하는 주요 기술 중 하나는 정보를 유지하기 위해 전력이 필요하지 않습니다비 휘발성 메모리spintronics현장에서 MRAM은 자석 극 (N 및 S 극)의 비 휘발성 특성을 사용하는 메모리이며, 고용량, 고속 및 높은 반복성을 충족시킬 수있는 유일한 비 휘발성 메모리가 될 것으로 예상됩니다 그러나 현재 MRAM 세포입니다스피드 바카라 터널 접합 요소에 공급함으로써 정보를 작성 (북쪽과 사우스 사이에 반전)해야하며, 문제는 쓰기 중 전력 소비가 반도체 메모리의 전력 소비보다 크다는 것입니다 이 문제를 근본적으로 해결하기 위해 연구 개발 팀은 "충격 프로그램 (프로그램 관리자 Sahashi Seiji)없이 오랜 시간 동안 사용할 수있는 최종 ECO-IT 장치를 달성하는 데 영향 프로그램 (Sahashi Seiji)", "대기 전원이없는 비 휘발성 시스템"이라고 발표했습니다전압 구동 MRAM를 개발하고 있습니다
이 연구 개발 팀은 현재까지 5/10 만 분의 밀리미터 인 매우 얇은 금속 자석에 전압을 도입했으며 스피드 바카라 극을 쉽게 지시 할 수 있습니다 (스피드 바카라 이방성)를 제어하기위한 기술 개발을 위해 노력하고 있습니다 하지만전압으로 스피드 바카라 이방성 변화의 효율적용 수준에 필요한 1000보다 훨씬 낮은 100 이하로 작았습니다 거기전압 스피드 바카라 효과의 메커니즘 그리고 큰 전압 및 스피드 바카라 효과를 나타내는 재료의 개발이 기다리고 있습니다
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| 그림 1 (왼쪽 다이어그램) 장치의 전자 현미경 사진 우리는 원자 수준에서 철과 백금을 제어하는 인공 자석을 사용했습니다 (오른쪽 다이어그램) 대형 싱크로트론 방사선 시설 Spring-8의 X- 레이를 사용하여 실험을 수행했으며, 여기서 전압이 철 백금 자석에 적용되었습니다 구체적으로, 싱크로트론 방사선 X- 선을 사용하여 전압 적용에 대한 궤도 스피드 바카라 모멘트 및 철 백금 자석의 스피드 바카라 쌍극자 모멘트의 변화를 평가 하였다 |
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| 그림 2 : 장치에 대한 철 및 산화 마그네슘의 전압 효과는 30이고, 철 백금 자석은 140의 전압 효과를 갖는다이 연구는 철 백금 자석의 전압 효과에서 두 가지 메커니즘이 혼합되어 있으며 1,000 이상의 잠재적 효과가 있음을 발견했다 또한 두 메커니즘의 조정은 큰 전압 효과를 제공한다는 것이 밝혀졌습니다 |
동기 X- 레이를 사용하면 재료에 대한 내부 정보를 얻을 수 있습니다 전압 스피드 바카라 효과에 대한 이전의 연구는 효과의 크기에 대해서만 논의되었으며, 연구 중 어느 것도 재료 내부의 정보로부터 전압 스피드 바카라 효과를 고려한 연구는 없습니다 이 연구의 참신함은 전압 스피드 바카라 효과의 메커니즘이 Synchrotron X-Ray를 사용하여 먼저 설명되었으며, 이는 전압 중심 MRAM에 대한 재료 설계에 대한 지침을 제공한다는 것입니다
이 연구 개발 팀은 처음에는 고품질 철 백금 인공 자석을 생산했습니다 스핀 궤도 상호 작용의 상대 론적 영향과 전스피드 바카라 사이에는 상관 관계가 있습니다 따라서, 우리는 큰 스핀 궤도 상호 작용으로 알려진 백금이있는 철 백금 자석에 초점을 맞추고 매우 아름다운 결정 구조를 형성 할 수 있습니다 그림 1 (왼쪽)은 전자 현미경을 사용하여 실험에 사용 된 장치의 확대 된 단면 사진입니다 철과 백금이 의도 한대로 원자 수준에서 제어된다는 것을 알 수 있습니다 이 고품질 요소를 사용하는 실험은 첫 번째 원리 계산으로 알려진 이론적 계산과 엄격한 비교할 수 있습니다 그런 다음, 그림과 같이 1 (오른쪽 다이어그램), 요소에 전압을 적용하는 동안대형 싱크로스크 시설 Spring-8
이 연구 개발 팀은 140의 전압 스피드 바카라 효과를 나타내는 철 백금 자석이 혼합 된 두 가지 메커니즘을 가지고 있으며, 철 백금 자석은 이미 1,000 개가 넘는 잠재적으로 큰 전압 스피드 바카라 효과를 가지고 있다는 것을 알 수있는 싱크로트론 방사선 X- 선을 사용하여 실험 및 이론적 계산을 통해 발견되었습니다 (그림 2)
그림 3은 전압 스피드 바카라 효과의 메커니즘에 대한 개략도입니다 원자는 핵 주위에 회전하는 핵과 전자로 구성됩니다 이전에, 원자에서 전자의 전자 수가 전압으로 인해 증가하거나 감소하는 메커니즘 A는 전압 스피드 바카라 효과의 주요 요인으로 간주되었다 메커니즘 A는 실험적으로이다궤도 스피드 바카라 모멘트의 변화로 관찰되었습니다 그러나 전압으로 인한 전자 수의 증가 또는 감소가 제한적이며 메커니즘 A로 인한 전압 스피드 바카라 효과를 증가시키는 것은 어려운 것으로 간주되었습니다 반면에,이 연구에서는 새로운 NTB를 발견했습니다 메커니즘 B는 전압으로 인한 전자 분포의 변화와 실험적으로 원자의 변환으로 이해됩니다스피드 바카라 쌍극자 모멘트의 변화로 관찰되었습니다 이 연구에서, 전압으로 인한 스피드 바카라 쌍극자 모멘트의 변화는 큰 싱크로트론 방사선 시설 Spring-8에서의 실험에서 관찰되었다
이론적 계산은 현재 철 백금 자석이 메커니즘 A와 B를 거의 취소한다는 것을 보여줍니다 결과적으로, 전압 스피드 바카라 효과는 약 140입니다 그림 2 이전에 표시된 것처럼 메커니즘 A와 B 자체는 이미 1000 개가 넘는 전압 및 스피드 바카라 효과를 가지고 있습니다 따라서 재료 설계가 메커니즘 A와 B와 시너지 효과가있는 것으로 밝혀졌습니다 미래에
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| 그림 3 : 철 백금 자석의 전압 효과에는 두 가지 메커니즘이 포함되어 있습니다 이전에 알려진 메커니즘 A (궤도 스피드 바카라 모멘트 메커니즘)는 원자의 전자 수를 증가 시키거나 감소시킴으로써 설명되며, 새로 발견 된 메커니즘 B (스피드 바카라 쌍극자 모멘트 메커니즘)는 전자 분포를 변형시킴으로써 설명된다 이 연구에서, 우리는 철 백금 자석의 스피드 바카라 쌍극자 모멘트가 싱크로트론 방사선 X- 선을 사용한 실험에 의해 적용된 전압에 의해 유도된다는 것을 발견했다 이것은 전자 분포의 변형으로 인해 전압 스피드 바카라 효과가 발생 함을 보여준다 |
이 연구의 결과를 사용한 재료 설계는 앞으로의 현재 상태보다 전압-자극 효과가 10 배 높을 수있게하며, 우리는 열 생성을 최소화 할 수있는 초 에너지 절약 비 휘발성 메모리를 실현하기를 희망합니다 앞으로, 우리는 이번에 발견 한 재료 설계 지침을 기반으로 엄청난 전압 스피드 바카라 효과를 보여주는 재료를 개발하고 전압 중심 MRAM을 실현하는 것을 목표로합니다
이 연구 결과는 2017 년 6 월 23 일 금요일 오후 6시에 영국 과학 저널 "Nature Communications"에서 온라인으로 출판 될 것입니다
종이 제목 :“백금 궤도를 통한 전압 제어 계면 스피드 바카라”
(백금 전자 궤도를 사용한 전압 유발 인터페이스 스피드 바카라 제어)
또한 이러한 결과는 다음 프로젝트 및 연구 프로젝트를 통해 얻었습니다
● 캐비닛 사무실 혁신적인 연구 및 개발 촉진 프로그램 (영향)
http : //wwwjstgojp/impact/
프로그램 관리자 : Sahashi Masaji
연구 개발 프로그램 : 충전없이 오랫동안 사용할 수있는 최고의 친환경 IT 장치의 실현
연구 및 개발 문제 : 전압 스피드 바카라 효과의 물리적 메커니즘을 설명하고 효율성 향상을위한 지침 설정
연구 및 개발 관리자 : Suzuki Yoshishige (오사카 대학교 기본 공학 대학원, Spintronics Academic Collaborative Research and Education Center 교수
연구 기간 : 2014-2018
이 연구 개발 주제에서 우리는 전압 중심 MRAM을 실현하기 위해 전압 스피드 바카라 효과에 대한 연구를 진행하고 있습니다
충격 Sahashi 프로그램은 궁극적 인 친환경 IT 장비를 실현하기 위해 전압 중심 MRAM [프로젝트 리더 : Yuasa Shinji (연례 고급 산업 과학 및 기술 연구소)]의 개발에 대해 노력하고 있습니다 오사카 대학교 (Osaka University), 고등 밝기 빛 과학 센터 (High Brightness Light Science) 센터 (National Instit 회로 기술 및 쓰기 방법 앞으로, 우리는 여기에서 얻은 재료 설계 지침을 기반으로 재료 개발을 더욱 가속화하고 전압 스피드 바카라 효과를 더욱 향상시키고 전압 중심 MRAM의 데모 및 실현을 이끌어 내기를 희망합니다