東大,磁石に電流を流し単一磁区を作ることに成功

東京大学は,室温で磁化を持たない多磁区状態にあるコバルト(Co)と白金(Pt)を接合させた試料(以下Co/Pt系)において,試料に直接電流を流すだけで磁化を生じさせることに成功した(ニュースリリース)。電流量を制御することで,試料全体の磁化が同一方向に揃った単一磁区状態を実現できることも示した。

近年,磁界ではなく電流を用いた磁気メモリの書き込み手法に関する研究が盛んに行なわれている。特に最近では,Co/Pt系に代表される薄膜磁石/重金属接合系に電流を流すことで生じるスピン軌道トルクが,新たな書き込み技術として注目を集めている。

この研究で示された電流による磁化誘起現象も,このスピン軌道トルクにより引き起こされていることが明らかにされた。これまでスピン軌道トルクは磁化の向きを反転させる手法としての側面が注目されてきたが,この研究結果は,多磁区⇔単磁区という磁石の「状態」を自在にスイッチングするというスピン軌道トルクの新しい使い方を提案するもの。

スピン軌道トルクはナノ秒以下の時間スケールで働くため,今後は多磁区⇔単磁区のスイッチングを超高速で引き起こすことに挑戦し,サブナノ秒で動作する電磁石の動作原理などへと発展させていくとしている。

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