Ta/Pt 二層膜の膜厚比によるスピン流制御に関する研究

摘要

スピントロニクスを利用した磁気デバイスの代表例である磁気抵抗効果型ランダムアクセスメモリ(magneto resistive random access memory：MRAM)は、磁気ヒステリシスによる不揮発特性を有しているため、低消費電力駆動の次世代メモリとして注目されている。MRAMは強磁性体/絶縁体/強磁性体の三層からなる強磁性トンネル接合(magnetic tunnel junction：MTJ)構造を持ち、2つの強磁性体の磁化の向きが平行·反平行時の素子抵抗変化により情報を記録する。MTJ構造の2つの強磁性体は、それぞれ磁化の向きが固定された固定層と自由層から構成されており、スピントランスファートノレク(Spin transfer torque:STT)により自由層の磁化を反転させて情報の書き込みを行う。つまり、読み出し、書き込みともMTJに電流を流すことによって実現するため、読み出し電流と書き込み電流の大きさに十分なマージンが必要である。その結果、MRAMは、データの書き込みの高速化が課題となっている。この問題を解決する手段として近年注目されているのが、スピン軌道トルク(spin orbit torque：SOT)磁化反転技術を用いたSOT-MRAMである。SOT-MRAMは、読み出し回路と書き込み回路が分離されているため、STT-MRAMに比べて書き込み速度を10分の1程度(1ナノ秒以下)にすることができる。