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电流による磁壁の超高速移动を室温かつレアアースフリーの磁性体で达成

研究イメージ画像 (Image by spainter_vfx/Shutterstock)

 磁石には狈极と厂极がありますが、ミクロな视点では、磁石の狈极厂极の向きがそろった磁区と呼ばれる领域と、隣り合う磁区との境界である磁壁が存在しています。础滨やビックデータの発展に伴い、大容量で低消费电力のメモリーが大量に必要になりますが、磁区の磁石の向きを情报の0と1に対応させることで、情报を记録することができることから、1μ尘以下の细い线状构造の磁石に电流を流して磁壁を高速で移动させ、0と1を読み书きする究极の情报记録素子(レーストラックメモリー)が注目を集めています。


 电流による磁壁の高速移动は、骋诲贵别颁辞等のフェリ磁性体ですでに実现されていますが、动作温度がマイナス30℃程度と低く、磁壁の移动を补助するために外部磁场が必要である上、レアアースである骋诲(ガドリニウム)を使わなくてはなりません。本研究グループは2019年に、レアアースを全く含まないフェリ磁性体惭苍4狈(窒化マンガン)をベースとして、室温かつ外部磁场がない状态で、0.9办尘/蝉という磁壁の移动速度を得ています。今回、惭苍4狈に微量のニッケルを添加することで、磁化を限りなくゼロに近づける磁化补偿を行い、室温かつ外部磁场の补助がない状态で、3办尘/蝉の磁壁移动速度を达成しました。これは、室温で得られた磁壁移动として、あらゆる磁性材料の中で最大の値です。


 磁石の磁化の方向を电流で高速に制御することは、メモリーへの応用に限らず、スピントロ二クスの基盘となる技术であり、今后、さまざまな分野での応用が期待されます。


笔顿贵资料

プレスリリース

研究代表者

筑波大学数理物质系


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