特許 6573374 電界記録型磁気メモリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6573374

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】電界記録型磁気メモリ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/8239 20060101AFI20190902BHJP

   H01L 27/105 20060101ALI20190902BHJP

   H01L 29/82 20060101ALI20190902BHJP

   H01L 43/08 20060101ALI20190902BHJP

   H01L 43/10 20060101ALI20190902BHJP

   H01F 10/10 20060101ALI20190902BHJP

【ＦＩ】

   H01L27/105 447

   H01L29/82 Z

   H01L43/08 Z

   H01L43/08 M

   H01F10/10

【請求項の数】10

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-126013(P2015-126013)

(22)【出願日】2015年6月23日

(65)【公開番号】特開2017-11135(P2017-11135A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2018年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】504409543

【氏名又は名称】国立大学法人秋田大学

(74)【代理人】

【識別番号】100129838

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 典輝

(72)【発明者】

【氏名】吉村 哲

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 準

【審査官】 小山 満

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８６６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７９２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３２２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０３９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１１９１１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２６８６０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０１７２７１４０（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３０１１３６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／８２３９

Ｈ０１Ｆ １０／１０

Ｈ０１Ｌ ２７／１０５

Ｈ０１Ｌ ２９／８２

Ｈ０１Ｌ ４３／０８

Ｈ０１Ｌ ４３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１次元的に延在する第１の強磁性導電層、および、該第１の強磁性導電層の一方の面の少なくとも一部に積層された、強磁性強誘電性材料の層である強磁性強誘電層を含む、記録媒体と、
前記強磁性強誘電層に電場を印加する、１対の書き込み用電極と、
前記記録媒体の長手方向に離隔して、前記第１の強磁性導電層に接して配設された、１対のビット移動用電極と、
前記第１の強磁性導電層の表面の一部に隣接して配設された非磁性層と、
該非磁性層の表面に配設され、該非磁性層を挟んで前記第１の強磁性導電層と向かい合う、第２の強磁性導電層と、
前記１対の書き込み用電極を介して前記強磁性強誘電層に電場を印加することにより、該電場の方向に対応して定まる方向の磁化を前記強磁性強誘電層に生じさせ、該強磁性強誘電層に生じた磁化によって電流磁界を用いることなく前記第１の強磁性導電層に磁気情報を記録する、書き込み回路と、
前記１対のビット移動用電極を介して前記第１の強磁性導電層に電流を流すことにより、該第１の強磁性導電層中の磁壁を移動させる、ビット移動回路と、
前記第１の強磁性導電層と前記第２の強磁性導電層との間の電気抵抗に応じた信号を得る、読み取り回路と
を有することを特徴とする、電界記録型磁気メモリ。

【請求項2】

前記第１の強磁性導電層が、Ｌ２_１型強磁性合金層、Ｌ１_０型強磁性合金層、およびＤ０_３型強磁性合金層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせである、請求項１に記載の電界記録型磁気メモリ。

【請求項3】

前記非磁性層が絶縁層である、請求項１又は２に記載の電界記録型磁気メモリ。

【請求項4】

前記第２の強磁性導電層が、ルチル型導電性強磁性酸化物層、Ｌ１_０型強磁性合金層、およびＬ２_１型強磁性合金層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせである、請求項１〜３のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。

【請求項5】

前記第２の強磁性導電層の表面に、固定磁性導電層が配設されており、
前記第２の強磁性導電層は、前記固定磁性導電層と前記非磁性層との間に挟まれており、
前記固定磁性導電層は、反強磁性導電層、もしくはＬ１_０型強磁性合金層、またはこれらの組み合わせである、
請求項１〜４のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。

【請求項6】

前記書き込み回路が前記第１の強磁性導電層に磁気情報を記録する際に、前記第１の強磁性導電層の該磁気情報の書き込みが行われる領域を加熱する、熱アシスト手段をさらに有する、
請求項１〜５のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。

【請求項7】

前記１対の書き込み用電極が、非磁性の導電性材料からなり、且つ、前記強磁性強誘電層および前記第１の強磁性導電層を、前記強磁性強誘電層および前記第１の強磁性導電層の積層方向に挟むように配置されている、請求項１〜６のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。

【請求項8】

前記第１の強磁性導電層が、下記組成式（１）で表されるＬ２_１型強磁性合金の層、下記組成式（２）で表されるＬ１_０型強磁性合金の層、および、下記組成式（３）で表されるＤ０_３型強磁性合金の層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせである、請求項１〜７のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。
Ｘ_２ＹＺ （１）
（式（１）中、ＸはＦｅ、Ｃｏ、及びＮｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＺはＧｅ、Ｇａ、Ｓｉ、及びＡｌから選ばれる１種以上の元素である。）
Ｍｎ_５０Ｇｅ_ｘＧａ_ｙＡｌ_{５０−ｘ−ｙ} （２）
（式（２）中、ｘは０〜５０の実数であり；ｙは０〜５０の実数であり；ｘ及びｙはｘ＋ｙ≦５０を満たす。）
Ｘ_３Ｙ （３）
（式（３）中、ＸはＭｎ及びＶから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＧｅ、Ｇａ、Ｓｉ、及びＡｌから選ばれる１種以上の元素である。）

【請求項9】

前記強磁性強誘電層が、下記組成式（５）で表される強磁性強誘電材料を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。
（Ｂｉ_１−ａＸ_ａ）（Ｆｅ_１−ｂＭ_ｂ）Ｏ_３ （５）
（式（５）中、ＸはＢａ及びＬａから選ばれる１種以上の元素であり；ＭはＭｎ及びＴｉから選ばれる１種以上の元素であり；ａ及びｂは、０≦ａ≦０．８、且つ０≦ｂ≦０．５を満たす実数であり、ａ及びｂの少なくとも一方は０でない。）

【請求項10】

前記第２の強磁性導電層が、組成式ＣｒＯ_２で表されるルチル型導電性強磁性酸化物の層、下記組成式（６）で表されるＬ１_０型強磁性合金の層、及び下記組成式（７）で表されるＬ２_１型強磁性合金の層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせである、請求項１〜９のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。
ＸＹ （６）
（式（６）中、ＸはＦｅ及びＣｏから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＰｔ、Ｐｄ、及びＮｉから選ばれる１種以上の元素である。）
Ｘ_２ＹＺ （７）
（式（７）中、ＸはＦｅ、Ｃｏ、及びＮｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＺはＧｅ、Ｇａ、Ｓｉ、及びＡｌから選ばれる１種以上の元素である。）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電界記録型の磁気メモリに関する。

【背景技術】

【0002】

大容量の磁気記憶装置であるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、記録密度の向上が図られてきた。しかしながら近年における記録すべき情報量の増加は、ＨＤＤの記録密度向上よりも遥かに急速である。ＨＤＤの記録密度向上は、（１）記録の容易性、（２）記録した情報の安定的な維持、及び（３）低エラーレート読み出し、を同時に満足させることが困難であるという「トリレンマ」によって頭打ちになりつつある。

【0003】

従来のＨＤＤを超えたさらなる大容量化が可能な技術として、最近になって、磁性ナノワイヤを記録媒体に用い、スピン注入による磁壁移動現象、および、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）または巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用した磁気記憶装置が提案されている（特許文献１）。このような磁気記憶装置は「レーストラックメモリ」と呼ばれている。レーストラックメモリによれば、磁性ナノワイヤを折り畳まれた形状にすることにより、三次元的な情報記録が可能になると考えられている。またレーストラックメモリによれば、スピン注入による磁壁移動現象を利用して磁性ナノワイヤ中の記録ビットを移動させるので、従来のＨＤＤには必須であったモーターが不要になる。モーターを省略できることは、装置の消費電力を大幅に低減できることを意味する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第６，８３４，００５号明細書

【特許文献2】特開２０１０−１７６７８４号公報

【特許文献3】国際公開２０１０／０３２５７４号パンフレット

【特許文献4】特開２００４−１７９２１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来提案されているレーストラックメモリにおいては、磁性ナノワイヤに情報を書き込むにあたり、従来のＨＤＤと同様に、電流によって発生させた磁界（電流磁界）が用いられる。電流磁界による磁気記録はエネルギーロスが大きいため、装置の消費電力を低減する上で妨げとなる。

【0006】

本発明は、従来提案されているレーストラックメモリよりもさらに消費電力を低減することが可能な磁気メモリを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の磁気メモリは、次の［１］〜［１０］の形態を包含する。
［１］
１次元的に延在する第１の強磁性導電層、および、該第１の強磁性導電層の一方の面の少なくとも一部に積層された強磁性強誘電層を含む、記録媒体と、
強磁性強誘電層に電場を印加する、１対の書き込み用電極と、
記録媒体の長手方向に離隔して、第１の強磁性導電層に接して配設された、１対のビット移動用電極と、
第１の強磁性導電層の表面の一部に隣接して配設された非磁性層と、
該非磁性層の表面に配設され、該非磁性層を挟んで第１の強磁性導電層と向かい合う、第２の強磁性導電層と、
１対の書き込み用電極を介して強磁性強誘電層に電場を印加することにより、該電場の方向に対応して定まる方向の磁化を強磁性強誘電層に生じさせ、該強磁性強誘電層に生じた磁化によって第１の強磁性導電層に磁気情報を記録する、書き込み回路と、
１対のビット移動用電極を介して第１の強磁性導電層に電流を流すことにより、該第１の強磁性導電層中の磁壁を移動させる、ビット移動回路と、
第１の強磁性導電層と第２の強磁性導電層との間の電気抵抗に応じた信号を得る、読み取り回路とを有することを特徴とする、電界記録型磁気メモリ。

【0008】

本発明において、第１の強磁性導電層が「１次元的に延在する」とは、第１の強磁性導電層がその長さ方向に延在し、且つ、第１の強磁性導電層が延在する方向が、当該長さ方向に沿って視点を移動するに従って変化してもよいことを意味する。例えば、第１の強磁性導電層は、直線状に延在していてもよく、曲線状に延在していてもよく、三次元的に折り畳まれた形状を有していてもよい。
本発明において、「１対の書き込み用電極」の一方の電極は、「１対のビット移動用電極」の一方の電極と共通であってもよい。

【0009】

［２］
第１の強磁性導電層が、Ｌ２_１型強磁性合金層、Ｌ１_０型強磁性合金層、およびＤ０_３型強磁性合金層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせである、［１］に記載の電界記録型磁気メモリ。

【0010】

本明細書において、「Ｌ２_１型強磁性合金」とは、Ｌ２_１型規則構造を有する強磁性合金を意味し、「Ｌ１_０型強磁性合金」とは、Ｌ１_０型規則構造を有する強磁性合金を意味し、「Ｄ０_３型強磁性合金」とは、Ｄ０_３型規則構造を有する強磁性合金を意味する。

【0011】

［３］
非磁性層が絶縁層である、［１］又は［２］に記載の電界記録型磁気メモリ。

【0012】

本明細書において、「絶縁層」とは電気絶縁層を意味する。

【0013】

［４］
第２の強磁性導電層が、ルチル型導電性強磁性酸化物層、Ｌ１_０型強磁性合金層、およびＬ２_１型強磁性合金層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせである、［１］〜［３］のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。

【0014】

［５］
第２の強磁性導電層の表面に、固定磁性導電層が配設されており、
第２の強磁性導電層は、固定磁性導電層と非磁性層との間に挟まれており、
固定磁性導電層は、反強磁性導電層、もしくはＬ１_０型強磁性合金層、またはこれらの組み合わせである、［１］〜［４］のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。

【0015】

［６］
書き込み回路が第１の強磁性導電層に磁気情報を記録する際に、第１の強磁性導電層の該磁気情報の書き込みが行われる領域を加熱する、熱アシスト手段をさらに有する、［１］〜［５］のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。

【0016】

［７］
１対の書き込み用電極が、強磁性強誘電層および第１の強磁性導電層を、その積層方向に挟むように配置されている、［１］〜［６］のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。

【0017】

［８］
第１の強磁性導電層が、下記組成式（１）で表されるＬ２_１型強磁性合金の層、下記組成式（２）で表されるＬ１_０型強磁性合金の層、および、下記組成式（３）で表されるＤ０_３型強磁性合金の層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせである、［１］〜［７］のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。
Ｘ_２ＹＺ （１）
（式（１）中、ＸはＦｅ、Ｃｏ、及びＮｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＺはＧｅ、Ｇａ、Ｓｉ、及びＡｌから選ばれる１種以上の元素である。）
Ｍｎ_５０Ｇｅ_ｘＧａ_ｙＡｌ_{５０−ｘ−ｙ} （２）
（式（２）中、ｘは０〜５０の実数であり；ｙは０〜５０の実数であり；ｘ及びｙはｘ＋ｙ≦５０を満たす。）
Ｘ_３Ｙ （３）
（式（３）中、ＸはＭｎ及びＶから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＧｅ、Ｇａ、Ｓｉ、及びＡｌから選ばれる１種以上の元素である。）

【0018】

［９］
前記強磁性強誘電層が、下記組成式（５）で表される強磁性強誘電材料を含む、［１］〜［８］のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。
（Ｂｉ_１−ａＸ_ａ）（Ｆｅ_１−ｂＭ_ｂ）Ｏ_３ （５）
（式（５）中、ＸはＢａ及びＬａから選ばれる１種以上の元素であり；ＭはＭｎ及びＴｉから選ばれる１種以上の元素であり；ａ及びｂは、０≦ａ≦０．８、且つ０≦ｂ≦０．５を満たす実数である。）

【0019】

［１０］
第２の強磁性導電層が、組成式ＣｒＯ_２で表されるルチル型導電性強磁性酸化物の層、下記組成式（６）で表されるＬ１_０型強磁性合金の層、及び下記組成式（７）で表されるＬ２_１型強磁性合金の層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせである、［１］〜［９］のいずれかに記載の電界記録型磁気メモリ。
ＸＹ （６）
（式（６）中、ＸはＦｅ及びＣｏから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＰｔ、Ｐｄ、及びＮｉから選ばれる１種以上の元素である。）
Ｘ_２ＹＺ （７）
（式（７）中、ＸはＦｅ、Ｃｏ、及びＮｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＺはＧｅ、Ｇａ、Ｓｉ、及びＡｌから選ばれる１種以上の元素である。）

【発明の効果】

【0020】

本発明の電界記録型磁気メモリによれば、電流磁界を用いることなく、電場によって記録媒体に情報を書き込むので、従来提案されているレーストラックメモリよりも更に消費電力を低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一の実施形態に係る電界記録型磁気メモリの構成を模式的に説明する図である。

【図2】本発明の他の一の実施形態に係る電界記録型磁気メモリの構成を模式的に説明する図である。

【図3】本発明の他の一の実施形態に係る電界記録型磁気メモリの構成を模式的に説明する図である。

【図4】本発明の他の一の実施形態に係る電界記録型磁気メモリの構成を模式的に説明する図である。

【図5】本発明の他の一の実施形態に係る電界記録型磁気メモリの構成を模式的に説明する図である。

【図6】第１の強磁性導電層１１および強磁性強誘電層１２における、飽和磁化Ｍ_ｓと温度Ｔとの関係の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。図面は、必ずしも正確な寸法を反映したものではない。図では、符号を一部省略することがある。本明細書において、数値Ａ及びＢについて「Ａ〜Ｂ」は、特に別途規定されない限り、「Ａ以上Ｂ以下」を意味する。該表記において数値Ａの単位を省略する場合には、数値Ｂに付された単位が数値Ａの単位として適用されるものとする。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明がこれらの形態に限定されるものではない。

【0023】

＜電界記録型磁気メモリ（１）＞
図１は、本発明の一の実施形態に係る電界記録型磁気メモリ１００の構成を模式的に説明する図である。電界記録型磁気メモリ１００は、１次元的に延在する第１の強磁性導電層１１、および、第１の強磁性導電層１１の一方の面に積層された強磁性強誘電層１２を含む、記録媒体１０と；強磁性強誘電層１２に電場を印加する、１対の書き込み用電極２１、２２と；記録媒体１０の長手方向に離隔して、第１の強磁性導電層１１に接して配設された、１対のビット移動用電極３１、３２と；第１の強磁性導電層１１の表面の一部に隣接して配設された非磁性層４１と；非磁性層４１の表面に配設され、非磁性層４１を挟んで第１の強磁性導電層１１と向かい合う、第２の強磁性導電層４２と；１対の書き込み用電極２１、２２を介して強磁性強誘電層１２に電場を印加することにより、該電場の方向に対応して定まる方向の磁化Ｍ_０を強磁性強誘電層１２に生じさせ、強磁性強誘電層１２に生じた磁化Ｍ_０によって第１の強磁性導電層１１にＭ_１の磁気情報を記録する、書き込み回路５０と；１対のビット移動用電極３１、３２を介して第１の強磁性導電層１１に電流を流すことにより、第１の強磁性導電層１１中の磁壁１３、１３、…を移動させる、ビット移動回路６０と；第１の強磁性導電層１１と第２の強磁性導電層４２との間の電気抵抗に応じた信号を得る、読み取り回路７０とを有している。電界記録型磁気メモリ１００において、１対の書き込み用電極２１、２２は、強磁性強誘電層１２および第１の強磁性導電層１１を、その積層方向（図１における紙面上下方向）に挟むように配置されている。

【0024】

図１においては、第１の強磁性導電層１１、強磁性強誘電層１２、書き込み用電極２１、２２、ビット移動用電極３１、３２、非磁性層４１、及び第２の強磁性導電層４２を断面図で記載しており、書き込み回路５０、ビット移動回路６０、及び読み取り回路７０をブロック図で記載している。図１の紙面左右方向が第１の強磁性導電層１１の延在方向（長手方向）である。図１の紙面上下方向が、第１の強磁性導電層１１、強磁性強誘電層１２、書き込み用電極２１、２２、ビット移動用電極３１、３２、非磁性層４１、及び第２の強磁性導電層４２の厚さ方向である。また図１の紙面に垂直な方向が、第１の強磁性導電層１１、強磁性強誘電層１２、書き込み用電極２１、２２、ビット移動用電極３１、３２、非磁性層４１、及び第２の強磁性導電層４２の幅方向である。

【0025】

（第１の強磁性導電層１１）
第１の強磁性導電層１１は、導電性を有する強磁性体の層であり、磁気情報が記録される層である。第１の強磁性導電層１１は垂直磁気異方性を有しており、磁気情報は第１の強磁性導電層１１の面に垂直な方向の磁化、すなわち図１の紙面上下方向の磁化として記録される。第１の強磁性導電層１１のその磁化の向きが変わる位置には、磁壁１３、１３、…が形成されている。後述するように、ビット移動回路６０が第１の強磁性導電層１１に流す電流を制御することにより、磁壁１３、１３、…を所望の距離だけ移動させることができる。電界記録型磁気メモリ１００において、第１の強磁性導電層１１中の磁壁１３、１３、…を移動させることは、第１の強磁性導電層１１中の記録ビットを移動させることと等価である。

【0026】

高速な書き込み及び読み出しを実現するためには、第１の強磁性導電層１１における磁壁１３、１３、…の移動速度が高いことが好ましい。強磁性導電材料中の磁壁の移動速度は、材料のスピン分極率Ｐに比例し、飽和磁化Ｍ_ｓ及び磁気飽和定数αに反比例する。したがって第１の強磁性導電層１１には、飽和磁化Ｍ_ｓ及び磁気飽和定数αが小さく、スピン分極率Ｐが大きい材料を用いることが好ましい。
また、第１の強磁性導電層１１に記録された磁気情報を、第１の強磁性導電層１１と第２の強磁性導電層４２との間のトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）または巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用して読み出すにあたって、読み出しエラーを低減するためには、トンネル磁気抵抗比（ＴＭＲ比）または巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）が大きいことが好ましい。第１の強磁性導電層１１および第２の強磁性導電層４２のスピン分極率が大きいほど、第１の強磁性導電層１１と第２の強磁性導電層４２との間のＴＭＲ比またはＧＭＲ比は大となる。よってこの点からも、第１の強磁性導電層１１には、スピン分極率Ｐが大きい材料を用いることが好ましい。
これらの観点から、第１の強磁性導電層１１は、Ｌ２_１型強磁性合金層、Ｌ１_０型強磁性合金層、およびＤ０_３型強磁性合金層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせであることが好ましい。より具体的には、第１の強磁性導電層１１は、下記組成式（１）で表されるＬ２_１型強磁性合金の層、下記組成式（２）で表されるＬ１_０型強磁性合金の層、および、下記組成式（３）で表されるＤ０_３型強磁性合金の層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせであることが好ましい。
Ｘ_２ＹＺ （１）
（式（１）中、ＸはＦｅ、Ｃｏ、及びＮｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＺはＧｅ、Ｇａ、Ｓｉ、及びＡｌから選ばれる１種以上の元素である。）
Ｍｎ_５０Ｇｅ_ｘＧａ_ｙＡｌ_{５０−ｘ−ｙ} （２）
（式（２）中、ｘは０〜５０の実数であり；ｙは０〜５０の実数であり；ｘ及びｙはｘ＋ｙ≦５０を満たす。）
Ｘ_３Ｙ （３）
（式（３）中、ＸはＭｎ及びＶから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＧｅ、Ｇａ、Ｓｉ、及びＡｌから選ばれる１種以上の元素である。）
第１の強磁性導電層１１のスピン分極率Ｐをより大きくする観点からは、第１の強磁性導電層１１はＬ２_１型強磁性合金層を含むことがより好ましく、より具体的には上記組成式（１）で表されるＬ２_１型強磁性合金の層を含むことが好ましい。

【0027】

第１の強磁性導電層１１の厚さは特に制限されるものではないが、１〜２００ｎｍであることが好ましく、５〜５０ｎｍであることがより好ましい。

【0028】

（強磁性強誘電層１２）
強磁性強誘電層１２は、外部電場によって分極が誘起され、分極によって磁化が誘起される性質を有する強磁性強誘電性材料の層である。一対の書き込み用電極２１、２２を介して強磁性強誘電層１２に電場が印加されると、強磁性強誘電層１２には電場に沿った分極（図１中の白抜き矢印Ｐ_０）が誘起されると同時に、電場の方向に対応して定まる方向の磁化（図１中の矢印Ｍ_０）が誘起される。第１の強磁性導電層１１は強磁性強誘電層１２と磁気的に結合しているので、強磁性強誘電層１２に生じた磁化Ｍ_０により、該磁化Ｍ_０に対応する向きの磁化Ｍ_１が第１の強磁性導電層１１に磁気情報として記録される。

【0029】

強磁性強誘電層１２には、例えば下記の一般式（４）で表される強磁性強誘電性材料を採用できる。
（Ａ_ｘＢ_１−ｘ）_ｌ（Ｍ_ｙＮ_１−ｙ）_ｍＯ_ｎ （４）
（式（４）式中、Ａ及びＢは、それぞれ独立に、Ｂｉ、Ｌａ、Ｔｂ、Ｐｂ、Ｙ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｂａ、Ｌｕ、Ｙｂ又はＥｕを表し；Ｍ及びＮは、それぞれ独立に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ又はＶを表し；ｘは０〜１の実数を表し；ｙは０〜１の実数を表し；ｌは１〜３の整数を表し；ｍは１〜３の整数を表し；ｎは３〜６の整数を表す。）
一般式（４）で表され強磁性強誘電性を示し得る材料としては、例えばＴｂＭｎＯ_３、ＴｂＭｎ_２Ｏ_５、ＹＭｎＯ_３、ＥｕＴｉＯ_３、ＣｏＣｒ_２Ｏ_４、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＢｉＭｎ_０．５Ｎｉ_０．５Ｏ_３、ＢｉＦｅ_０．５Ｃｒ_０．５Ｏ_３、Ｌａ_０．１Ｂｉ_０．９ＭｎＯ_３、Ｌａ_１−ｘＢｉ_ｘＮｉ_０．５Ｍｎ_０．５Ｏ_３、Ｂｉ_１−ｘＢａ_ｘＦｅＯ_３等を挙げることができる。

【0030】

強磁性強誘電層１２は、下記組成式（５）で表される強磁性強誘電材料を含むことが好ましい。
（Ｂｉ_１−ａＸ_ａ）（Ｆｅ_１−ｂＭ_ｂ）Ｏ_３ （５）
（式（５）中、ＸはＢａ及びＬａから選ばれる１種以上の元素であり；ＭはＭｎ及びＴｉから選ばれる１種以上の元素であり；ａ及びｂは、０≦ａ≦０．８、且つ０≦ｂ≦０．５を満たす実数である。ただしａ及びｂの少なくとも一方は０でない。）
式（５）において、ａ及びｂは、０＜ａ≦０．８、且つ０＜ｂ≦０．５を満たすことが好ましく、０＜ａ≦０．８、０＜ｂ≦０．５、且つ０．０１≦ａ＋ｂ≦１．３を満たすことがより好ましい。
誘電性材料として知られているＢｉＦｅＯ_３中のＢｉの一部を上記所定の元素Ｘで、Ｆｅの一部を上記所定の元素Ｍで置換することにより、好ましい強磁性および誘電性が発現する。このとき置換率ａ及びｂが上記範囲内であることにより、電界記録型磁気メモリ１００の動作に特に適した強磁性および強誘電性が同時に発現する。
このような材料としては、例えば、Ｂｉ（ＦｅＭｎ）Ｏ系の材料、（ＢｉＢａ）ＦｅＯ系の材料、（ＢｉＢａＬａ）（ＦｅＭｎ）Ｏ系の材料、（ＢｉＢａＬａ）（ＦｅＭｎＴｉ）Ｏ系の材料、（ＢｉＬａ）ＦｅＯ系の材料等を挙げることができる。より具体的には、Ｂｉ（Ｆｅ_０．９５Ｍｎ_０．０５）Ｏ_３、（Ｂｉ_０．８Ｂａ_０．２）ＦｅＯ_３、（Ｂｉ_０．５Ｂａ_０．３Ｌａ_０．２）ＦｅＯ_３、（Ｂｉ_０．７Ｌａ_０．３）（Ｆｅ_０．７Ｍｎ_０．３）Ｏ_３、（Ｂｉ_０．５Ｂａ_０．３Ｌａ_０．２）（Ｆｅ_０．７Ｍｎ_０．１Ｔｉ_０．２）Ｏ_３等を挙げることができる。

【0031】

強磁性強誘電層１２の厚さは特に制限されるものではないが、５〜２００ｎｍであることが好ましく、１０〜５０ｎｍであることがより好ましい。書き込み回路５０が一対の書き込み用電極２１、２２に電圧を印加した際に一対の書き込み用電極２１、２２の間により強力な電場を生成できる観点から、２００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。また、第１の強磁性導電層１１に書き込まれる磁化Ｍ_１を大きくできる点で、５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましい。

【0032】

（非磁性層４１）
非磁性層４１は、常磁性体または反磁性体の層である。磁気抵抗変化率を高める観点から、非磁性層４１は電気絶縁層であることが好ましい。非磁性層４１を構成する材料としては、例えば、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｃｒ_２Ｏ_３等を好ましく挙げることができる。尚、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｒ等の導電性材料でもよい。

【0033】

非磁性層４１の厚さは、０．５〜５ｎｍであることが好ましく、１〜３ｎｍであることがより好ましい。トンネル磁気抵抗効果を発現させる観点から、非磁性層４１の厚さは５ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以下であることがより好ましい。また、製造の容易性の観点からは、０．５ｎｍ以上であることが好ましく、１ｎｍ以上であることがより好ましい。

【0034】

（第２の強磁性導電層４２）
第２の強磁性導電層４２は、固定された磁化（図１中の矢印Ｍ_２）を有する強磁性導電層であり、第１の強磁性導電層１１とともにトンネル又は巨大磁気抵抗素子の強磁性電極対を構成する。第２の強磁性導電層４２は、該トンネル又は巨大磁気抵抗素子における固定磁性層として作用する。第２の強磁性導電層４２が有する磁化は、第１の強磁性導電層１１に記録される磁化の向きと平行または反平行な成分を有している。

【0035】

第２の強磁性導電層４２を構成する材料としては、磁気抵抗変化率を高める観点からスピン分極率Ｐの大きな材料が好ましい。また、磁化反転を防ぐ観点から、磁気異方性の高い材料が好ましい。このような観点から、第２の強磁性導電層４２は、ルチル型導電性強磁性酸化物層、Ｌ１_０型強磁性合金層、およびＬ２_１型強磁性合金層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせであることが好ましく、より具体的には、組成式ＣｒＯ_２で表されるルチル型導電性強磁性酸化物の層、下記組成式（６）で表されるＬ１_０型強磁性合金の層、及び下記組成式（７）で表されるＬ２_１型強磁性合金の層からなる群から選ばれる１又は２以上の組み合わせであることが好ましい。
ＸＹ （６）
（式（６）中、ＸはＦｅ及びＣｏから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＰｔ、Ｐｄ、及びＮｉから選ばれる１種以上の元素である。）
Ｘ_２ＹＺ （７）
（式（７）中、ＸはＦｅ、Ｃｏ、及びＮｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＹはＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、及びＴｉから選ばれる１種以上の元素であり；ＺはＧｅ、Ｇａ、Ｓｉ、及びＡｌから選ばれる１種以上の元素である。）
これらの中でも、１層でスピン分極率と磁気異方性とを同時に大きくすることが可能である点で、組成式ＣｒＯ_２で表されるルチル型導電性強磁性酸化物の層を第２の強磁性導電層４２として特に好ましく採用できる。

【0036】

第２の強磁性導電層４２の厚さは特に制限されるものではないが、１〜２００ｎｍであることが好ましく、５〜５０ｎｍであることがより好ましい。

【0037】

（書き込み用電極２１、２２、ビット移動用電極３１、３２）
１対の書き込み用電極２１、２２及び１対のビット移動用電極３１、３２を構成する材料としては、電極材料として公知の導電性材料を特に制限なく用いることができる。ただし非磁性の導電性材料であることが好ましい。

【0038】

（書き込み回路５０）
書き込み回路５０は、１対の書き込み用電極２１、２２に接続されており、１対の書き込み用電極２１、２２を介して強磁性強誘電層１２に電場を印加する。強磁性強誘電層１２には、印加された電場の方向に対応して定まる方向（図１においては電場と平行な方向）の磁化が生じる。強磁性強誘電層１２に生じた磁化によって第１の強磁性導電層１１に磁気情報が記録される。強磁性強誘電層１２に生じる磁化の方向は強磁性強誘電層１２に印加される電場の極性によって定まる。書き込み回路５０は、所望の方向の磁化が第１の強磁性導電層１１に記録されるように、１対の書き込み用電極２１、２２に印加する電位差の極性を制御する。

【0039】

（ビット移動回路６０）
ビット移動回路６０は、１対のビット移動用電極３１、３２に接続されている。ビット移動回路６０は、１対のビット移動用電極３１、３２を介して第１の強磁性導電層１１に電流を流すことにより、スピン注入磁化反転によって第１の強磁性導電層１１中の磁壁１３、１３、…を移動させる。ビット移動回路６０が第１の強磁性導電層１１に流す電流は、第１の強磁性導電層１１中の電流密度が、第１の強磁性導電層１１においてスピン注入磁化反転が起きる臨界電流密度を超えるように制御される。磁壁１３、１３…が移動する距離は、第１の強磁性導電層１１中を流れた電荷の量に比例する。ビット移動回路６０は、移動させるべきビット数に対応する距離を第１の強磁性導電層１１中の磁壁１３、１３、…が移動するように、第１の強磁性導電層１１に注入する電荷の量を制御する。

【0040】

（読み取り回路７０）
読み取り回路７０は、第１の強磁性導電層１１と第２の強磁性導電層４２との間の電気抵抗に応じた信号を得る回路である。読み取り回路７０は、第２の強磁性導電層４２と、第１の強磁性導電層１１に接して配設された他の電極（ここでは書き込み用電極２１）とに接続されている。トンネル又は巨大磁気抵抗効果により、第１の強磁性導電層１１と第２の強磁性導電層４２との間の電気抵抗は、第１の強磁性導電層１１のうち第２の強磁性導電層４２が非磁性層４１を介して向かい合う磁区の磁化Ｍ_ｒの向きと、第２の強磁性導電層４２の磁化Ｍ_２の向きとの関係に依存して変化する。すなわち、第１の強磁性導電層１１と第２の強磁性導電層４２との間の電気抵抗は、磁化Ｍ_ｒと磁化Ｍ_２とが平行であるときに最小となり、磁化Ｍ_ｒが磁化Ｍ_２と反平行であるときに最大となる。第２の強磁性導電層４２の磁化Ｍ_２は、第１の強磁性導電層１１に記録される磁化と平行または反平行な成分を必ず有しているので、第１の強磁性導電層１１と第２の強磁性導電層４２との間の電気抵抗は、磁化Ｍ_ｒの方向に依存して変化することになる。したがって第１の強磁性導電層１１と第２の強磁性導電層４２との間の電気抵抗に応じた信号を得ることにより、第１の強磁性導電層１１のうち第２の強磁性導電層４２が非磁性層４１を挟んで向かい合う磁区に磁化Ｍ_ｒとして記録された情報を読み出すことができる。読み取り回路７０が第１の強磁性導電層１１と第２の強磁性導電層４２との間の電気抵抗に応じた信号を得るために第２の強磁性導電層４２と他の電極（書き込み用電極２１）との間に流す電流（センス電流）は、第１の強磁性導電層１１中の電流密度が、第１の強磁性導電層１１においてスピン注入磁化反転が起きる臨界電流密度未満となるように制御される。

【0041】

＜電界記録型磁気メモリ（２）＞
本発明に関する上記説明では、非磁性層４１および第２の強磁性導電層４２を有する形態の電界記録型磁気メモリ１００を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。非磁性層および第２の強磁性導電層に加えて、第２の強磁性導電層の表面に配設された固定磁性導電層をさらに有する形態の電界記録型磁気メモリとすることも可能である。図２は、そのような他の一の実施形態に係る電界記録型磁気メモリ１１００を模式的に説明する図であって、図１に対応する図である。図２において、図１に既に表れた要素と同一の要素には図１における符号と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0042】

（固定磁性導電層４３）
電界記録型磁気メモリ１１００は、非磁性層４１および第２の強磁性導電層４２に加えて固定磁性導電層４３をさらに有する点において、電界記録型磁気メモリ１００と異なっている。固定磁性導電層４３は、第２の強磁性導電層４２の表面に配設されており、第２の強磁性導電層４２を挟んで非磁性層４１と向かい合っている。電界記録型磁気メモリ１１００において、読み取り回路７０は、固定磁性導電層４３と、第１の強磁性導電層１１に接して配設された他の電極（ここでは書き込み用電極２１）とに接続されている。

【0043】

固定磁性導電層４３は、反強磁性導電層、もしくはＬ１_０型強磁性合金層、またはこれらの組み合わせであり、第２の強磁性導電層４２と磁気的に結合している。固定磁性導電層４３により第２の強磁性導電層４２の見かけの磁気異方性が高められるので、第２の強磁性導電層４２に磁気異方性の低い材料を採用した場合であっても、第２の強磁性導電層４２の磁化反転を抑制することが容易になる。したがって固定磁性導電層４３を有する形態の電界記録型磁気メモリ１１００においては、第２の強磁性導電層４２にスピン分極率は大であるが磁気異方性はあまり高くない材料、例えばＬ２_１型強磁性合金を好ましく用いることができる。

【0044】

固定磁性導電層４３における反強磁性導電層には、公知の反強磁性合金を特に制限なく採用できる。固定磁性導電層４３における好ましい反強磁性合金としては、例えば、Ｍｎ系合金（例えばＭｎ−Ｐｔ合金、Ｍｎ−Ｉｒ合金、Ｍｎ−Ｎｉ合金等。）を挙げることができる。

【0045】

固定磁性導電層４３におけるＬ１_０型強磁性合金層には、例えば上記組成式（６）で表されるＬ１_０型強磁性合金を好ましく用いることができ、より具体的には例えば、組成式ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｄ、又はＦｅＮｉで表されるＬ１_０型強磁性合金を好ましく用いることができる。

【0046】

固定磁性導電層４３の厚さは特に制限されるものではないが、１〜２００ｎｍであることが好ましく、５〜５０ｎｍであることがより好ましい。第２の強磁性導電層の磁化反転を起こしにくくする観点からは、１ｎｍ以上であることが好ましく、５ｎｍ以上であることがより好ましい。

【0047】

＜電界記録型磁気メモリ（３）＞
本発明に関する上記説明では、第１の強磁性導電層１１の一方の面の全部に強磁性強誘電層１２が積層された形態の電界記録型磁気メモリ１００、１１００を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、第１の強磁性導電層の一方の面の一部のみに強磁性強誘電層が積層された形態の電界記録型磁気メモリとすることも可能である。また本発明に関する上記説明では、読み取り回路７０が、第２の強磁性導電層４２（又は固定磁性導電層４３）と、書き込み用電極２１とに接続されている形態の電界記録型磁気メモリ１００、１１００を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、第１の強磁性導電層に接して配設された他の電極を別途有し、当該他の電極と第２の強磁性導電層（または固定磁性導電層）とに読み取り回路が接続されている形態の電界記録型磁気メモリとすることも可能である。図３は、そのような他の一の実施形態に係る電界記録型磁気メモリ２１００を模式的に説明する図であって、図１に対応する図である。図３において、図１〜２に既に表れた要素と同一の要素には図１〜２における符号と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0048】

（記録媒体２０１０：強磁性強誘電層１２’）
電界記録型磁気メモリ２１００は、記録媒体１０に代えて記録媒体２０１０を有している。記録媒体２０１０は、第１の強磁性導電層１１の一方の面の全部に積層された強磁性強誘電層１２に代えて、第１の強磁性導電層１１の一方の面の一部のみに積層された強磁性強誘電層１２’を有する点において、記録媒体１０と異なっている。強磁性強誘電層１２’を構成する材料は、強磁性強誘電層１２と同様である。電界記録型磁気メモリ２１００において、１対の書き込み用電極２１、２２は、強磁性強誘電層１２’および第１の強磁性導電層１１を、その積層方向（図３における紙面上下方向）に挟むように配置されている。

【0049】

（読み取り用カウンター電極４５）
電界記録型磁気メモリ２１００において、読み取り回路７０は、第２の強磁性導電層４２と、読み取り用カウンター電極４５とに接続されている。読み取り用カウンター電極４５は、第１の強磁性導電層１１に接して配設されており、非磁性層４１及び第１の強磁性導電層１１を挟んで第２の強磁性導電層４２と向かい合っている。読み取り用カウンター電極４５を構成する材料としては、電極材料として公知の導電性材料を特に制限なく用いることができる。ただし非磁性の導電性材料であることが好ましい。

【0050】

本発明に関する上記説明では、第１の強磁性導電層１１の一方の面の一部のみに積層された強磁性強誘電層１２’と、非磁性層４１及び第１の強磁性導電層１１を挟んで第２の強磁性導電層４２と向かい合うように第１の強磁性導電層１１に接して配設された読み取り用カウンター電極４５とを有し、読み取り回路７０が、第２の強磁性導電層４２と読み取り用カウンター電極４５とに接続されている形態の電界記録型磁気メモリ２１００を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、第１の強磁性導電層の一方の面の一部のみに積層された強磁性強誘電層を有し、読み取り回路と書き込み回路および／またはビット移動回路とが一の電極（例えば、第１の強磁性導電層に接して配設された書き込み用電極。）を共有している形態の電界記録型磁気メモリとすることも可能である。

【0051】

＜電界記録型磁気メモリ（４）＞
本発明に関する上記説明では、書き込み回路５０が第１の強磁性導電層１１に書き込むべき磁化が、書き込みが行われる領域に既に存在する磁化と逆向きである場合に、電場によって強磁性強誘電層１２に誘起される磁化のみによって第１の強磁性導電層１１の磁化を反転させる形態の電界記録型磁気メモリ１００、１１００、２１００を例示したが、磁化の書き込みに電流磁界を用いない限り、本発明は当該形態に限定されない。例えば、書き込み回路が第１の強磁性導電層に磁気情報を記録する際に、第１の強磁性導電層の該磁気情報の書き込みが行われる領域を加熱する、熱アシスト手段をさらに有する形態の電界記録型磁気メモリとすることも可能である。図４は、そのような他の一の実施形態に係る電界記録型磁気メモリ３１００を模式的に説明する図であって、図１に対応する図である。図４において、図１〜３に既に表れた要素と同一の要素には図１〜３における符号と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0052】

（熱アシスト手段８１）
電界記録型磁気メモリ３１００は、熱アシスト手段８１をさらに有し、且つ、書き込み用電極２１に代えて書き込み用電極２１’を有する点において、電界記録型磁気メモリ１００と異なっている。熱アシスト手段８１は書き込み回路５０に接続されており、書き込み動作に同期してレーザーを第１の強磁性導電層１１の書き込みが行われる領域に照射することにより、当該領域を加熱する。書き込み用電極２１’は、熱アシスト手段８１から照射されるレーザーを第１の強磁性導電層１１の表面に通すための貫通孔２１’ａが設けられている点において、書き込み用電極２１と異なっている。

【0053】

図６は、第１の強磁性導電層１１および強磁性強誘電層１２における、飽和磁化Ｍ_ｓと温度Ｔとの関係の一例を示すグラフである。図６のグラフにおいて、Ｍ_Ｓ，１１（Ｔ）は第１の強磁性導電層１１の飽和磁化を表し、Ｍ_Ｓ，１２（Ｔ）は強磁性強誘電層１２の飽和磁化を表す。なお保磁力Ｈ_Ｃと温度Ｔとの関係も、図６のグラフに示した飽和磁化Ｍ_ｓと温度Ｔとの関係と同様の傾向を示す。初期温度Ｔ_０においては、Ｍ_Ｓ，１１（Ｔ_０）＞Ｍ_Ｓ，１２（Ｔ_０）である。熱アシスト手段８１から第１の強磁性導電層１１にレーザーが照射されると、第１の強磁性導電層１１の温度はＴ_１（＞Ｔ_０）に上昇し、強磁性強誘電層１２の温度は第１の強磁性導電層１１からの熱移動によりＴ２（＞Ｔ_０）に上昇する。第１の強磁性導電層１１および強磁性強誘電層１２のいずれにおいても、飽和磁化および保磁力は温度の上昇に伴って低下する。しかし強磁性強誘電層１２の熱伝導率は第１の強磁性導電層１１の熱伝導率より低いので、強磁性強誘電層１２における温度上昇Ｔ_２−Ｔ_０は第１の強磁性導電層１１における温度上昇Ｔ_１−Ｔ_０に対して十分に小さい。その結果、Ｍ_Ｓ，１１（Ｔ_１）＜Ｍ_Ｓ，１２（Ｔ_２）となり、第１の強磁性導電層１１の飽和磁化と強磁性強誘電層１２の飽和磁化との大小関係が逆転する。このように第１の強磁性導電層１１の飽和磁化が強磁性強誘電層１２の飽和磁化よりも小さくなったときに、書き込み回路５０が１対の書き込み用電極２１’、２２を介して強磁性強誘電層１２に電場を印加すると、強磁性強誘電層１２に誘起される磁化によって第１の強磁性導電層１１の磁化が容易に反転する。第１の強磁性導電層１１の磁化を反転させた後、熱アシスト手段８１からのレーザーの照射を止めると、第１の強磁性導電層１１および強磁性強誘電層１２の温度は再び初期温度Ｔ_０まで低下し、第１の強磁性導電層１１および強磁性強誘電層１２の飽和磁化もそれぞれＭ_Ｓ，１１（Ｔ_０）及びＭ_Ｓ，１２（Ｔ_０）に復帰する。

【0054】

このように、熱アシスト手段８１を有する電界記録型磁気メモリ３１００によれば、電場によって強磁性強誘電層１２に誘起される磁化のみによっては第１の強磁性導電層１１の磁化を反転させることが困難であるほど第１の強磁性導電層１１の保磁力が高い場合であっても、電流磁界を用いることなく第１の強磁性導電層１１の磁化を反転させることが可能である。

【0055】

＜電界記録型磁気メモリ（５）＞
本発明に関する上記説明では、熱アシスト手段８１が記録媒体１０の第１の強磁性導電層１１の側から第１の強磁性導電層１１にレーザーを照射する形態の電界記録型磁気メモリ３１００を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、熱アシスト手段８１が記録媒体１０の強磁性強誘電層１２の側から第１の強磁性導電層１１にレーザーを照射する形態の電界記録型磁気メモリとすることも可能である。図５は、そのような他の一の実施形態に係る電界記録型磁気メモリ４１００を模式的に説明する図であって、図４に対応する図である。図５において、図１〜４に既に表れた要素と同一の要素には図１〜４における符号と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0056】

電界記録型磁気メモリ４１００は、書き込み用電極２１’に代えて書き込み用電極２１を有し、書き込み用電極２２に代えて書き込み用電極２２’を有し、熱アシスト手段８１が記録媒体１０の強磁性強誘電層１２の側からレーザーを照射するように設けられている点において、電界記録型磁気メモリ３１００と異なっている。書き込み用電極２２’は、熱アシスト手段８１から照射されるレーザーを強磁性強誘電層１２の表面に通すための貫通孔２２’ａが設けられている点において、書き込み用電極２２と異なっている。

【0057】

電界記録型磁気メモリ４１００において、強磁性強誘電層１２には、熱アシスト手段８１から照射されるレーザーを透過する強磁性強誘電性材料が用いられている。熱アシスト手段８１から照射されたレーザーは、書き込み用電極２２’に設けられた貫通孔２２’ａを通って強磁性強誘電層１２に入射した後、強磁性強誘電層１２を透過して第１の強磁性導電層１１に入射する。このとき、レーザーのエネルギーのほとんどは第１の強磁性導電層１１において熱に変換される。そして強磁性強誘電層１２の熱伝導率は第１の強磁性導電層１１の熱伝導率より低いので、レーザー照射時の強磁性強誘電層１２の温度上昇は第１の強磁性導電層１１の温度上昇に対して十分に低く抑えられる。したがって、このような電界記録型磁気メモリ４１００によっても、上記説明した電界記録型磁気メモリ３１００と同様に、電場によって強磁性強誘電層１２に誘起される磁化のみによっては第１の強磁性導電層１１の磁化を反転させることが困難であるほど第１の強磁性導電層１１の保磁力が高い場合であっても、電流磁界を用いることなく第１の強磁性導電層１１の磁化を反転させることが可能である。

【0058】

本発明に関する上記説明では、レーザー照射によって第１の強磁性導電層１１を加熱する熱アシスト手段８１を有する形態の電界記録型磁気メモリ３１００、４１００を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、マイクロ波照射や表面プラズモン共鳴等の他の加熱手段によって第１の強磁性導電層を加熱する熱アシスト手段を有する形態の電界記録型磁気メモリとすることも可能である。

【0059】

本発明に関する上記説明では、強磁性強誘電層１２に分極Ｐ_０と同一方向の磁化Ｍ_０が誘起される形態の電界記録型磁気メモリ１００、１１００、２１００、３１００、４１００を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明の電界記録型磁気メモリにおいては、例えば、分極と逆方向の磁化が誘起される強磁性強誘電材料を強磁性強誘電層に採用してもよい。また例えば、分極に対して傾いた方向の磁化が誘起される強磁性強誘電材料を強磁性強誘電層に採用してもよい。

【0060】

本発明に関する上記説明では、第１の強磁性導電層１１が垂直磁気異方性を有しており、磁気情報が第１の強磁性導電層１１の面に垂直な方向の磁化、すなわち図１の紙面上下方向の磁化として記録される形態の電界記録型磁気メモリ１００を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、第１の強磁性導電層が面内磁気異方性を有し、磁気情報が第１の強磁性導電層の面内方向の磁化として記録される形態の電界記録型磁気メモリとすることも可能である。

【0061】

本発明に関する上記説明では、１対の書き込み用電極２１、２２が、強磁性強誘電層１２および第１の強磁性導電層１１を、強磁性強誘電層１２および第１の強磁性導電層１１の積層方向に挟むように配置される形態の電界記録型磁気メモリ１００を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明の電界記録型磁気メモリにおいて、１対の書き込み用電極は、例えば、強磁性強誘電層を、強磁性強誘電層および第１の強磁性導電層の積層方向に対して交差する方向に挟むように配置されていてもよい。また例えば、１対の書き込み用電極は、強磁性強誘電層に面内方向の電場を印加するように、記録媒体の長手方向に離隔して、強磁性強誘電層に接して配設されていてもよい。

【0062】

本発明に関する上記説明では、書き込み回路５０と、ビット移動回路６０と、読み取り回路７０とが、どの電極も共有していない形態の電界記録型磁気メモリ２１００、並びに、書き込み回路５０と読み取り回路７０とが一つの電極を共有している（すなわち、読み取り回路７０が、第２の強磁性導電層４２（又は固定磁性導電層４３）と、第１の強磁性導電層に接して配設された書き込み用電極２１とに接続されている）形態の電界記録型磁気メモリ１００、１１００、３１００、及び４１００を例示したが、本発明はこれらの形態に限定されない。例えば、書き込み回路とビット移動回路とが一つの電極を共有している形態（すなわち、一対のビット移動用電極のうち一方の電極と、一対の書き込み用電極のうち一方の電極とが共通である形態）の電界記録型磁気メモリや、ビット移動回路と読み取り回路とが一つの電極を共有している形態（すなわち、読み取り回路が、第２の強磁性導電層（または固定磁性導電層）と、第１の強磁性導電層に接して配設されたビット移動用電極とに接続されている形態）の電界記録型磁気メモリ、あるいは、書き込み回路とビット移動回路と読み取り回路とが一つの電極を共有している形態（すなわち、読み取り回路が、第２の強磁性導電層（又は固定磁性導電層）と、第１の強磁性導電層に接して配設された書き込み用電極とに接続されており、且つ、一対のビット移動用電極のうち一方の電極が一対の書き込み用電極の一方と共通である形態）の電界記録型磁気メモリとすることも可能である。

【符号の説明】

【0063】

１００、１１００、２１００、３１００、４１００ 電界記録型磁気メモリ
１０、２０１０ 記録媒体
１１ 第１の強磁性導電層
１２ 強磁性強誘電層
１３ 磁壁
２１、２２、２１’、２２’ 書き込み用電極
２１’ａ、２２’ａ 貫通孔
３１、３２ ビット移動用電極
４１ 非磁性層
４２ 第２の強磁性導電層
４３ 固定磁性導電層
４５ 読み取り用カウンター電極
５０ 書き込み回路
６０ ビット移動回路
７０ 読み取り回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】