東京大学,理化学研究所,科学技術振興機構（ＪＳＴ）

令和４年７月２１日

東京大学
理化学研究所
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

反強磁性体における垂直２値状態の電流制御に成功

～不揮発性メモリーの超高速化・超低消費電力化への大きな一歩～

ポイント

東京大学 大学院理学系研究科 肥後 友也 特任准教授（東京大学 物性研究所 リサーチフェロー 併任）、中辻 知 教授（東京大学 物性研究所 特任教授 および 東京大学 トランススケール量子科学国際連携研究機構 機構長 併任）は、理化学研究所 創発物性科学研究センター（ＣＥＭＳ） 近藤 浩太 上級研究員、東京大学 物性研究所 大谷 義近 教授（東京大学 トランススケール量子科学国際連携研究機構 教授 および 理化学研究所 ＣＥＭＳ チームリーダー 併任）の研究グループと東京大学 先端科学技術研究センター 野本 拓也 助教、有田 亮太郎 教授（理化学研究所 ＣＥＭＳ チームリーダー 併任）の研究グループ、東京大学 物性研究所 志賀 雅亘 特任研究員（研究当時）、坂本 祥哉 助教、三輪 真嗣 准教授（東京大学 トランススケール量子科学国際連携研究機構 准教授 併任）の研究グループ、Ｘｉａｎｚｈｅ Ｃｈｅｎ 特任研究員（研究当時）、浜根 大輔 技術専門職員と共同で、不揮発性メモリーの超高速化・超低消費電力化を実現可能にする材料として注目を集める反強磁性体において、従来の強磁性体から構成されるＭＲＡＭで用いられている垂直２値状態を実現し、この垂直２値状態を電気的に制御することに成功しました。

反強磁性体はスピンの応答速度が強磁性体の場合（ナノ秒）に比べて１００～１０００倍速いピコ秒であり、磁性体間に働く磁気的な相互作用が小さいため、不揮発性メモリーの有力候補であるＭＲＡＭに応用することでＭＲＡＭの超高速化・超低消費電力化・高集積化を可能にします。そのため、反強磁性体における情報の書き込み・読み出し技術が近年盛んに研究されています。本研究ではカイラル反強磁性体Ｍｎ３Ｓｎからなる素子において、電流での情報の書き込み時に書き込み不良部位なく、高集積化・高速化に適した垂直２値状態を電気的に記録・制御できることを実証しました。本成果は、ピコ秒での情報記録が可能なＭＲＡＭを始め、反強磁性体を用いた電子デバイス開発に飛躍的な進展をもたらすことが期待されます。

本研究成果は、英国の科学誌「Ｎａｔｕｒｅ」において、２０２２年７月２１日付けオンライン版に公開される予定です。

本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 未来社会創造事業 大規模プロジェクト型（ＪＳＴ－ＭＩＲＡＩ）「トリリオンセンサ時代の超高度情報処理を実現する革新的デバイス技術」研究領域（運営統括：大石 善啓）における研究課題「スピントロニクス光電インターフェースの基盤技術の創成」課題番号ＪＰＭＪＭＩ２０Ａ１（研究代表者：中辻 知）、戦略的創造研究推進事業 チーム型研究（ＪＳＴ－ＣＲＥＳＴ）「トポロジカル材料科学に基づく革新的機能を有する材料・デバイスの創出」研究領域（研究総括：上田 正仁）における研究課題「電子構造のトポロジーを利用した機能性磁性材料の開発とデバイス創成」課題番号ＪＰＭＪＣＲ１８Ｔ３ （研究代表者：中辻 知）、戦略的創造研究推進事業 個人型研究（さきがけ）「トポロジカル材料科学と革新的機能創出」研究領域（研究総括：村上 修一）における研究課題「第一原理計算に基づくトポロジカル磁性材料探索」課題番号ＪＰＭＪＰＲ２０Ｌ７（研究代表者：野本 拓也）などの一環として行われました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Perpendicular full switching of chiral antiferromagnetic order by current”
ＤＯＩ：10.1038/s41586-022-04864-1

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Magnetic memory milestone”

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