プレスリリース

2019.10.07

磁化方向制御に必要な電力を極限まで低減可能な新たな方法を実証:総合研究機構 レ デゥック アイン助教、電気系工学専攻 関 宗俊准教授、バイオエンジニアリング専攻 田畑 仁教授、電気系工学専攻 田中 雅明教授、総合研究機構 大矢 忍准教授ら

東京大学大学院工学系研究科のレデゥックアイン助教、田中雅明教授、大矢忍准教授のグループと関宗俊准教授、田畑仁教授のグループは、磁石のN極とS極の向き(磁化の向き)を非常に小さい電力で回転できる革新的な方法を実証しました。研究グループは、絶縁体SrTiO3の4 nmの極薄膜を、磁石の性質をもつ強磁性酸化物LaSrMnO3で挟み込んだ磁気トンネル接合素子を作製しました。この接合に15~200 mVの小さな電圧を印加したところ、片方の強磁性酸化物層の磁化が90°回転することが分かりました。この際に流れる電流密度は極めて小さく、10–2 Acm–2程度でした。
現在、強磁性体の電子のスピン自由度を用いて新たな省エネルギーデバイスを実現しようとする研究が精力的に行われています。通常、磁化回転には、向きの揃ったスピンをもつ電子を磁気トンネル接合に流して、電子のスピンの向きを強磁性体の磁化に受け渡す方法などが用いられています。しかし、従来の方法では、一般的には107 Acm–2程度の大きな電流密度が必要でした。
本実験に用いたLaSrMnO3という物質は、SrTiO3層との接合界面では、わずかな電圧を印加するだけで、伝導に寄与する電子の軌道の対称性が変わると考えられています。本研究では、この変化に伴って磁化の向きやすい方向が変化し、磁化が回転しているものと考えられます。本成果は、磁化反転に必要なエネルギーを極限まで抑えることが可能な新たな手法の実現につながるものと期待されます。

プレスリリース本文:/shared/press/data/setnws_201910070954562671915193_542673.pdf

Physical Review Applied:https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.12.041001