特開 2024-126415 磁気メモリ素子、並びに磁気メモリ素子の情報の書き込みおよび読み取り方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126415

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】磁気メモリ素子、並びに磁気メモリ素子の情報の書き込みおよび読み取り方法

(51)【国際特許分類】

   H10B 61/00 20230101AFI20240912BHJP

   H10N 52/85 20230101ALI20240912BHJP

   H10N 52/80 20230101ALI20240912BHJP

   H01F 10/14 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

H10B61/00

H10N52/85

H10N52/80 D

H01F10/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034780

(22)【出願日】2023-03-07

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和４年８月２６日にウェブサイトにて公開 ｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｎｆｉｔ．ａｔｌａｓ．ｊｐ／ｇｕｉｄｅ／ｅｖｅｎｔ／ｊｓａｐ２０２２ａ／ｐｒｏｇｒａｍｐａｇｅ 〔刊行物等〕 令和４年９月２０日に開催された「２０２２年第８３回応用物理学会秋季学術講演会」にて発表

(71)【出願人】

【識別番号】304021417

【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学

(71)【出願人】

【識別番号】317006683

【氏名又は名称】地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(74)【代理人】

【識別番号】100133215

【弁理士】

【氏名又は名称】真家 大樹

(71)【出願人】

【識別番号】000002093

【氏名又は名称】住友化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】東 正樹

(72)【発明者】

【氏名】重松 圭

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 拓真

【テーマコード（参考）】

4M119

5E049

5F092

【Ｆターム（参考）】

4M119AA20

4M119BB20

4M119CC09

4M119DD26

4M119DD60

5E049AA01

5E049BA06

5F092AB06

5F092AC30

5F092AD13

5F092AD24

5F092BD04

5F092BD19

5F092BD24

5F092BE15

5F092BE21

5F092BE24

5F092BE25

5F092EA01

(57)【要約】

【課題】室温で電場による情報の書き込みおよび読み取りが可能な磁気メモリ素子を提供することにある。
【解決手段】磁気メモリ素子は、以下の式（１）で表される化合物で構成された薄膜と、薄膜に配置された第１電極と、薄膜に配置された第２電極と、を備える。
ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３・・・（１）
［式（１）中、ＡはＣｏまたはＭｎであり、ｘは０．０５≦ｘ＜０．２５を満たす。］
第１電極および第２電極は、第１電極と第２電極との間に電圧が印加されることによって、薄膜に平行な方向に電場が生じるように配置されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

以下の式（１）で表される化合物で構成された薄膜と、
前記薄膜に配置された第１電極と、
前記薄膜に配置された第２電極と、を備え、
前記第１電極および前記第２電極は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されることによって、前記薄膜において前記薄膜に平行な方向に電場が生じるように配置されている、
磁気メモリ素子。
ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３・・・（１）
［式（１）中、ＡはＣｏまたはＭｎであり、ｘは０．０５≦ｘ＜０．２５を満たす。］

【請求項2】

前記薄膜は、（１１０）配向している、
請求項１に記載の磁気メモリ素子。

【請求項3】

前記第１電極および前記第２電極は、前記薄膜の［１－１０］方向に電場が生じるように配置されている、
請求項２に記載の磁気メモリ素子。

【請求項4】

前記薄膜の厚みは、１０ｎｍ～１０００ｎｍである、
請求項１に記載の磁気メモリ素子。

【請求項5】

前記薄膜が配置された基板をさらに備え、
前記基板は、（１１０）配向のＳｒＴｉＯ_３基板、（０１０）配向のＧｄＳｃＯ_３基板、（０１０）配向のＧｄＳｃＯ_３または（０１０）配向のＤｙＳｃＯ_３基板である、
請求項１に記載の磁気メモリ素子。

【請求項6】

請求項１に記載の磁気メモリ素子の情報の書き込みおよび読み取り方法であって、
前記磁気メモリ素子の前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加し、前記薄膜の磁化を反転させて、情報を書き込む工程と、
前記薄膜の磁化の反転を検出して、書き込まれた情報を読み取る工程と、を含む、
磁気メモリ素子の情報の書き込みおよび読み取り方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気メモリ素子、並びに磁気メモリ素子の情報の書き込みおよび読み取り方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＢｉＦｅＯ_３のＦｅを一部Ｃｏで置換したＢｉＦｅ_０．９Ｃｏ_０．１Ｏ_３は、室温で強誘電性および弱強磁性を併せ持ち、７１°分極反転に伴う磁化反転が磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）で観測されていることから、この電場印加による磁化反転現象を利用した超低消費の磁気メモリへの応用が期待されている（非特許文献１）。また、１０９°分極反転においても磁化の反転が予想されている（非特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【非特許文献1】K. Shimizu, et al., Nano Lett. 19, 1767 (2019).

【非特許文献2】J. T. Heron, et al., Nature 516, 370 (2014).

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、非特許文献２では、１０９°分極反転においても磁化の反転が予想されているものの、その詳細は明らかではない。そのふるまいを明らかにできれば、磁気メモリ素子の応用を大きく加速させることができると考えられる。

【0005】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、電場による情報の書き込みおよび読み取りが可能な磁気メモリ素子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様の磁気メモリ素子は、以下の式（１）で表される化合物で構成された薄膜と、薄膜に配置された第１電極と、薄膜に配置された第２電極と、を備える。
ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３・・・（１）
［式（１）中、ＡはＣｏまたはＭｎであり、ｘは０．０５≦ｘ＜０．２５を満たす。］
第１電極および第２電極は、第１電極と第２電極との間に電圧が印加されることによって、薄膜において薄膜に平行な方向に電場が生じるように配置されている。

【0007】

本発明の別の態様は、上記磁気メモリ素子の情報の書き込みおよび読み取り方法である。磁気メモリ素子の情報の書き込みおよび読み取り方法は、磁気メモリ素子の第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、薄膜の磁化を反転させて、情報を書き込む工程と、薄膜の磁化の反転を検出して、書き込まれた情報を読み取る工程と、を含む。

【0008】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、室温で電場による情報の書き込みおよび読み取りが可能な磁気メモリ素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る磁気メモリ素子の模式図である。

【図2】図２（ａ）は、ＢｉＦｅＯ_３の結晶構造および磁気構造を示す図である。図２（ｂ）は、ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３の結晶構造および磁気構造を示す図である。

【図3】ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３がとりうる自発分極およびその分極反転を説明するための図である。

【図4】電極部の詳細を説明するための図である。

【図5】図５（ａ）～図５（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る磁気メモリ素子の製造方法の一例を説明するための図である。

【図6】一実施例に係るサンプルを上面視した図である。

【図7】図７（ａ）は、＋８０Ｖの電圧を印加したときの強誘電ドメインの観察結果を示す図であり、図７（ｂ）は、－８０Ｖの電圧を印加したときの強誘電ドメインの観察結果を示す図であり、図７（ｃ）は、＋８０Ｖの電圧を印加したときの強磁性ドメインの観察結果を示す図であり、図７（ｃ）は、－８０Ｖの電圧を印加したときの強磁性ドメインの観察結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（背景）
ＨＤＤ（Hard Disk Drive）およびＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの磁気メモリでは、コイルに電流を流して発生する磁場で強磁性体の磁化を制御し、磁気情報の書き込みを行う。このため、情報量が大きくなると、消費電力が増大する問題が生じる。また、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）などの強誘電メモリでは、情報を読み出す際に、その情報を一度破壊して、読み出し後に再度情報を書き込む必要がある。このため、情報量の増加に伴う消費電力の増大を抑制し、情報の読み出しの際における情報の破壊を必要としない強磁性強誘電体（マルチフェロイック物質）を用いた電場印加磁化反転による電場書き込み磁気読み出しが期待されている。

【0012】

（実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態に係る磁気メモリ素子１の模式図である。磁気メモリ素子１は、基板１０、薄膜１２、複数の電極部１４、電源１６および読み取り部１８を備える。図１において、電源１６は、各電極部１４へ電圧を印加するためのものである。なお、図１には、８つの電極部１４を示しているが、電極部の数は７つ以下であってよいし、９つ以上であってよい。

【0014】

基板１０は、ペロブスカイト構造を有し、擬立方表記で格子定数がたとえば３．９０～３．９７Åである化合物で構成されてよい。基板１０は、たとえばＳｒＴｉＯ_３基板、ＧｄＳｃＯ_３基板、ＴｂＳｃＯ_３基板およびＤｙＳｃＯ_３基板などであってよい。基板１０は、ＳｒＴｉＯ_３基板の場合には、（１１０）配向した基板であってよく、ＧｄＳｃＯ_３基板、ＴｂＳｃＯ_３基板またはＤｙＳｃＯ_３基板の場合には、（０１０）配向した基板であってよい。基板１０の厚さは、特に限定されないが、薄膜合成および取り扱いのしやすさの観点から、３００μｍ～１０００μｍが好ましく、４００μｍ～６００μｍがより好ましい。

【0015】

薄膜１２は、下記式（１）で表される化合物で構成されている。
ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３・・・（１）
式（１）中、Ａは、ＣｏまたはＭｎであり、ｘは、０．０５≦ｘ＜０．２５を満たす。ｘが０．０５以上であることで、薄膜１２は、室温で強磁性および強誘電性を発揮できる。ｘが０．２５未満であることで、薄膜１２の結晶構造の変化を抑制できる。室温での薄膜１２の自発磁化の大きさは、たとえば１ｅｍｕ／ｃｍ^３～１０ｅｍｕ／ｃｍ^３程度であってよく、自発分極の大きさは、たとえば５０～１５０μＣ／ｃｍ^２程度であってよい。

【0016】

薄膜１２の厚さは、１０ｎｍ～１０００ｎｍであることが好ましい。かかる薄膜１２の厚さであれば、薄膜１２に確実に電場を印加できるようになり、デバイスとしての信頼性を向上できる。格子歪みの観点から、薄膜１２の厚さは、３０ｎｍ～４００ｎｍであることがより好ましい。薄膜１２の厚さを３０ｎｍ以上とすることにより、薄膜１２のストライプドメインを安定させることができる。

【0017】

図２（ａ）および図２（ｂ）を参照しながら、ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３の自発磁化および自発分極について説明する。図２（ａ）は、ＢｉＦｅＯ_３の結晶構造および磁気構造を示す図である。図２（ｂ）は、ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３の結晶構造および磁気構造を示す図である。

【0018】

ＢｉＦｅＯ_３は、六方晶の結晶構造を有し、矢印で示されるスピン磁気モーメント（以下、単に「スピン」とも称する。）をもつ鉄サイトを含む層がｃ軸方向に積層されている。ＢｉＦｅＯ_３は、ｃ軸方向に電気分極（自発分極）を有する。図２（ａ）に示すように、各鉄サイトは、ｃ軸方向に隣り合う層の最も近い鉄サイトと逆向きのスピンを有する。また、ａｂ面内において一直線上にある鉄サイト（たとえば、図２（ａ）に示す５つの鉄サイト２０１）は、サイクロイドを形成している。このサイクロイドでは、６２０Åでスピンの回転が一周する。このため、ＢｉＦｅＯ_３は、自発磁化を有しない。

【0019】

ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３は、ＢｉＦｅＯ_３のＦｅをＡで一部置換したものであり、ＢｉＦｅＯ_３と同様に、六方晶の結晶構造を有し、スピンをもつ鉄またはコバルトサイトを含む層がｃ軸方向に積層されている。また、ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３は、ｃ軸方向に電気分極（自発分極）を有する。ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３では、ＢｉＦｅＯ_３とは異なり、スピンがａｂ面内を向いている。そして、図２（ｂ）において破線上に配置されているｃ軸方向に隣り合う２つの層のスピンは、ａｂ面内に自発磁化が生じるように傾斜している。この結果、ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３は、弱強磁性を発現する。このように、ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３は、ｃ軸方向の自発分極と、自発分極と直交する方向の自発磁化をもつ。

【0020】

図３は、ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３がとりうる自発分極およびその分極反転を説明するための図である。図３では、ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３の結晶構造を擬立方晶で示している。立方晶の中に示す８つの矢印は、それぞれＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３がとりうる自発分極の向きを示している。ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３に電場をかけることによって、ＢｉＦｅ_１－ｘＡ_ｘＯ_３がもつ自発分極の向きを変えることができる。具体的には、自発分極２００を７１°、１０９°または１８０°分極反転させることができる。

【0021】

たとえば、自発分極２００を、共有する一辺２２０の他端に向かう方向の自発分極２０２に変える（７１°分極反転）ことができる。また、自発分極２００を、共有する面２２２の対角の他端に向かう方向の自発分極２０４に変える（１０９°分極反転）ことができる。さらに、自発分極２００をその反対方向に向かう自発分極２０６に変える（１８０°分極反転）ことができる。自発分極２００が分極反転する際には、それに伴い、自発磁化の向きも反転する。

【0022】

図４は、電極部１４の詳細を説明するための図である。図４に示すように、電極部１４は、第１電極１４０および第２電極１４２を有する。第１電極１４０および第２電極１４２を構成する材料は、特に限定されないが、たとえば白金などの金属であってよい。

【0023】

薄膜１２の［１１０］方向は、薄膜１２の面直方向であり、薄膜１２の［００１］方向および［１－１０］方向は薄膜１２の面内方向であり、［００１］方向および［１－１０］方向は、互いに垂直な方向である。図４には、薄膜１２が面内方向（薄膜１２に平行な方向）においてとりうる４つの自発分極（第１分極５２，第２分極５４，第３分極５６，第４分極５８）の向きが示されている。

【0024】

本実施形態では、第１電極１４０および第２電極１４２は、薄膜１２の［１－１０］方向に電場が生じるように配置されている。より具体的には、第１電極１４０および第２電極１４２は、［１－１０］方向のギャップを有するように配置されている。これにより、電場によって、より確実に、薄膜１２の自発分極を変化させ、磁気メモリ素子１に情報を書き込むことが可能となる。

【0025】

第１電極１４０および第２電極１４２は、薄膜１２の上面において、蒸着によって形成されてよい。薄膜１２において、第１電極１４０および第２電極１４２の間には、電場領域１２０が形成される。第１電極１４０と第２電極１４２との間に電源１６から電圧が印加されることによって、電場領域１２０において、［１－１０］方向に平行な方向に電場が生じる。この電場に応じて、電場領域１２０の自発分極および自発磁化の反転が生じ、電場領域１２０に情報を書き込むことができるようになる。

【0026】

電場領域１２０に書き込まれた情報は、電場領域１２０の上部に配置された読み取り部１８によって、電場領域１２０の磁化の反転を検出することによって読み取る。読み取り部１８は、磁気ドメイン以下のサイズに加工した、磁化の反転を検出できるセンサを含む。そのようなセンサとしては、たとえば、ホール素子および磁気抵抗効果素子などが挙げられる。

【0027】

このように、本実施形態によれば、電場による情報の書き込みおよび読み取りが可能な磁気メモリ素子を提供できる。また、本実施形態に係る磁気メモリ素子１は、面内に電極（第１電極１４０および第２電極１４２）を形成する構成を有するため、面直方向に２つの電極を離間して配置するよりも、電極間の短絡を抑制できる。また、短絡を抑制できるため、薄膜１２をより薄くすることも可能となる。

【0028】

（磁気メモリ素子の製造方法）
図５（ａ）～図５（ｄ）を参照しながら、本発明の一実施形態に係る磁気メモリ素子の製造方法の一例を説明する。

【0029】

まず、基板１０上に、薄膜１２を形成する（図５（ａ））。薄膜１２の形成方法は、特に限定されず、物理気相蒸着法（ＰＶＤ法）、化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）などの各種の公知の方法であってよい。ＰＶＤ法の具体例としては、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ）法、スパッタリング法などがある。ＣＶＤ法の具体例としては、有機金属（ＭＯ）ＣＶＤ法、ミストＣＶＤ法などがある。

【0030】

次いで、薄膜１２上に、所望のパターンを有する電極を形成する。本実施形態では、薄膜１２上に、リフトオフ法で電極を形成する例を説明するが、電極の形成方法は、これに限定されるものではなく、各種の公知の方法であってよい。

【0031】

具体的には、薄膜１２上に、パターニングされたフォトレジスト２０，２２を付着させる（図５（ｂ））。次いで、薄膜１２およびフォトレジスト２０，２２上に、金属膜３０，３２，３４，３６，３８を成膜する（図５（ｃ））。成膜方法は、特に限定されず、ＰＶＤ法およびＣＶＤ法などの各種の公知の方法であってよい。次いで、フォトレジスト２０，２２を剥離することによって、所望のパターンを有する金属膜３０，３４，３８で構成された電極を形成することができる（図５（ｄ））。このようにして、薄膜１２上に所望のパターンを有する電極が形成された磁気メモリ素子を製造できる。

【実施例0032】

以下、本発明の実施例を説明するが、これら実施例は、本発明を好適に説明するための
例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。

【0033】

実施例では、基板上にＢｉＦｅ_０．９Ｃｏ_０．１Ｏ_３薄膜を作製し、その上に電極を形成して実施例に係るサンプルを作製した。本実施例では、基板として、ＳｒＴｉＯ_３（１１０配向）を選択した。この基板の片面を研磨し、その上にパルスレーザ堆積（ＰＬＤ）法により、酸素分圧１５Ｐａ、成膜温度６６７－６８０℃、レーザフルエンス１．０Ｊ／ｃｍ^２の条件で、ＢｉＦｅ_０．９Ｃｏ_０．１Ｏ_３薄膜（膜厚６０ｎｍ）を作製した。その薄膜の上に、リフトオフにより１．５μｍのギャップを有する白金の電極を形成し、サンプルを作製した。

【0034】

図６は、本実施例に係るサンプル４０を上面視した図である。薄膜４２は、（１１０）配向している。図６に示すように、本実施例に係る４０では、薄膜４２上に、薄膜１２の［１－１０］方向に１．５μｍのギャップを有するように、第１電極４４０および第２電極４４２が形成されている。これにより、第１電極４４０および第２電極４４２に電圧が印加されると、そのギャップにおいて、［１－１０］方向の電場が薄膜４２に生じる。また、薄膜１２の［００１］方向は面内にあり、［１１０］方向および［１－１０］方向のそれぞれに垂直な方向である。図６には、薄膜４２が面内方向（薄膜１２に平行な方向）においてとりうる４つの自発分極（第１分極５２，第２分極５４，第３分極５６，第４分極５８）の向きが示されている。

【0035】

形成した薄膜の結晶性の評価はＸ線回折法による逆格子マッピング（ＲＳＭ）を用いて行い、ＢｉＦｅ_０．９Ｃｏ_０．１Ｏ_３薄膜が得られていることを確認した。

【0036】

強誘電性と強磁性の相関の有無を調べるために、圧電応答顕微鏡（ＰＦＭ）および磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）（Ａｓｙｌｕｍ社製、Ｃｙｐｈｅｒ）を用いて強誘電ドメインと強磁性ドメインの観察を行った。

【0037】

第１電極４４０と第２電極４４２との間に電圧を印加し、強誘電ドメインおよび強磁性ドメインを観察した。上述のように、面内では、４つの方向の自発分極がありうるため、ＰＦＭの測定では、互いに９０°異なる面内方向で自発分極を測定し、それらの測定結果を合成することにより４方向の自発分極の測定結果を得た。

【0038】

第１電極４４０と第２電極４４２との間に３０Ｖ，６０Ｖ，８０Ｖ，１００Ｖの電圧をかけたところ、８０Ｖ（５３３ｋＶ／ｃｍ）以上の電圧を印加したときに、分極反転が観測された。図７（ａ）～図７（ｄ）に図６に示す領域Ａの一部（領域Ｂ）について、＋８０Ｖの電圧を印加したとき、続いてさらに－８０Ｖの電圧を印加したときの強誘電ドメインまたは強磁性ドメインを観察した結果を示す。図７（ａ）は、＋８０Ｖの電圧を印加したときの強誘電ドメインの観察結果を示す図であり、図７（ｂ）は、その後に－８０Ｖの電圧を印加したときの強誘電ドメインの観察結果を示す図であり、図７（ｃ）は、＋８０Ｖの電圧を印加したときの強磁性ドメインの観察結果を示す図であり、図７（ｃ）は、その後に－８０Ｖの電圧を印加したときの強磁性ドメインの観察結果を示す図である。

【0039】

図７（ａ）および図７（ｂ）では、各ドメインにおいて、自発分極の方向を矢印で示している。図７（ａ）に示すように、＋８０Ｖの電圧を印加したとき、領域Ｂでは、第１分極５２のドメイン５５２、第２分極５４のドメイン５５４および第４分極５８のドメイン５５８が観察された。印加する電圧を＋８０Ｖから－８０Ｖに反転させると、図７（ｂ）に示すように、領域Ｂでは、第４分極５８のドメイン６５８および第３分極５６のドメイン６５６が観察された。図７（ａ）と図７（ｂ）とを比較すると、印加する電圧を＋８０Ｖから－８０Ｖに反転させたことにより、第１分極５２が第３分極５６に１０９°分極反転し、第２分極５４が第４分極５８に１０９°分極反転していることがわかる。また、一部では１８０°分極反転も見られている。

【0040】

図７（ｃ）と図７（ｄ）とでは、自発磁化の面外成分の向きをグレースケールで示しており、濃いグレーの領域と薄いグレーの領域とでは、自発磁化の面外成分の向きが反対となっている。たとえば、図７（ｃ）の領域７００とその隣りの領域７０２とでは、自発磁化の面内成分の向きが反対となっている。図７（ｃ）と図７（ｄ）とを比較すると、印加する電圧を＋８０Ｖから－８０Ｖに反転させたことにより、自発磁化も反転していることがわかる。たとえば、図７（ｃ）の領域７００とこの領域に対応する図７（ｄ）の領域７０４とでは、自発磁化の面内成分の向きが反対となっており、図７（ｃ）の領域７０２とこの領域に対応する図７（ｄ）の領域７０６とでは、自発磁化の面内成分の向きが反対となっている。以上のように、本実施例では、印加する電圧を反転させることにより、自発分極を反転させるとともに、自発磁化を反転させることができるサンプルが得られた。

【0041】

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0042】

１ 磁気メモリ素子、１０ 基板、１２ 薄膜、１４ 電極部、１６ 電源、１８ 読み取り部、２０，２２ フォトレジスト、３０，３２，３４，３６，３８ 金属膜、５２ 第１分極、５４ 第２分極、５６ 第３分極、５８ 第４分極、１４０ 第１電極、１４２ 第２電極、２００，２０２，２０４，２０６，２０８ 自発分極、４４０ 第１電極、４４２ 第２電極、５５２，５５４，５５８，６５６，６５８ ドメイン。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】