特許7318916IP Force 特許公報全文掲載

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技術分野

磁壁、磁気バブル、スキルミオン等のトポロジカルなスピンテクスチャの制御装置、制御方法、および、スピンテクスチャの状態に対応したデータを記憶するメモリ装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

これまで、メモリを構成する情報を担うスピンテクスチャを形成し、その動きを電流で制御する方法が開示されている（特許文献３）。ただし、この方法では、電流を流すことによって発生するジュール熱が、スピンテクスチャの形状に影響を及ぼすことが知られている。ジュール熱は、消費電力の増大、スピンテクスチャの欠損（情報の損失）を招き、その影響は、スピンテクスチャを適用するデバイスのサイズが小さいほど顕著となる。また、デバイスがナノスケールである場合、ジュール熱の影響によってデバイス自体が劣化してしまうことが知られており、長時間正常に動作させられないことが問題となっている。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明によれば、消費電力が低く、長時間の安定した動作を可能とし、かつ情報損失を抑えることが可能なスピンテクスチャ制御装置、スピンテクスチャ制御方法、および、それらを利用したメモリ装置を提供することができる。

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 （ａ）、（ｂ）本発明の第一スピンテクスチャ制御装置の構成を示す断面図、斜視図である。
【図2】 磁性体膜において、スピンテクスチャが発生した状態、消滅した状態、およびスピンテクスチャの構成を示すイメージ図である。
【図3】 （ａ）、（ｂ）本発明の第二スピンテクスチャ制御装置の構成を示す断面図、斜視図である。
【図4】 第二磁性体膜の製造方法について説明する図である。
【図5】 （ａ）第一実施形態の磁性層における、レーザースポットの位置とヒステリシス曲線との関係を示すグラフである。（ｂ）積層体に印加する電圧とヒステリシス曲線との関係を示すグラフである。
【図6】 （ａ）～（ｄ）第一実施形態のスピンテクスチャ制御装置における、上部電極層側から見た磁性体膜の磁気光学カー効果（ＭＯＫＥ）画像である。
【図7】 （ａ）第一実施形態のスピンテクスチャ制御装置による、レーザー光スポットを用いた、スピンテクスチャの移動の検出手法を示す模式図である。（ｂ）磁性体膜において、印加電圧を周期的に変化させた場合に得られる、カー信号のグラフである。
【図8】 （ａ）第一実施形態のスピンテクスチャ制御装置における、電圧および磁化反転距離の時間変化のグラフである。（ｂ）～（ｉ）上部電極層側から見た磁性体膜の磁気光学カー効果（ＭＯＫＥ）画像である。
【図9】 （ａ）電圧印加による、第一実施形態の磁性層の垂直磁気異方性の変化を示すグラフである。（ｂ）垂直磁気異方性の強さの勾配と、スキルミオンが形成される位置の関係について示すグラフである。（ｃ）垂直磁気異方性の強さの勾配と、発生するスキルミオンの大きさの関係を示す図である。
【図10】 （ａ）第二磁性体膜の斜視図である。（ｂ）～（ｄ）磁性体膜で測定されたヒステリシス曲線を示すグラフである。
【図11】 （ａ）第二磁性体膜に対して電圧を印加する状態を、模式的に示す図である。（ｂ）～（ｅ）電圧を印加した磁性体膜の磁気光学カー効果画像である。

代表図 図1本件の代表的な図

１００、２００・・・スピンテクスチャ制御装置 １０１・・・基材 １０１ａ・・・基材の一面 １０２・・・積層体 １０２Ａ・・・第二磁性体部 １０２Ｂ・・・第一磁性体部 １０２ａ・・・積層体の一端 １０２ｂ・・・積層体の他端 １０３・・・電源 １０４・・・下部電極層 １０５・・・磁性体膜 １０５Ａ・・・磁性層 １０５Ｂ・・・遷移金属層 １０５ａ・・・磁性体膜の一端側 １０５ｂ・・・磁性体膜の中央 １０５ｃ・・・磁性体膜の他端側 １０６・・・絶縁層 １０７・・・上部電極層 １０８・・・レーザー光照射手段 １０・・・基材ホルダ １０Ｃ・・・回転軸 ２０・・・基材 ３０、３１・・・ターゲット Ｄ１・・・積層方向 Ｄ２・・・積層方向と直交する方向 ＥＦ・・・電場 Ｓ・・・スキルミオン

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