新しい不揮発性磁気•強誘電メモリ機能の発見: 磁性強誘電体ビスマスフェライトにおける電気磁気メモリ効果

摘要

これまでコンピュータに使われてきた半導体メモリは，高集積化の限界に近付いている.また半導体メモリの多くは電力の供給を止めると情報が失われてしまう揮発性メモリであり，情報を保持するために電力を消費し続けるというデメリットもある.そのため将来のメモリとして，原子レベルで不揮発性メモリ効果を示す様々な物質が注目され，強誘電メモリ，抵抗変化メモリ，相転移メモリなど，様々な機構を用いたメモリの研究が進められている.その中の有力候補の一つが磁気メモリ(MRAM)である.MRAMは磁性体の磁化方向で0/1の情報を記述しており，情報の書込みが材料に与えるダメージが小さいため繰返しの書換えに対して安定という利点がある.しかし図1(a)のように磁化を反転させるために電流が発生する局所磁界(エルステッド磁界)を使うと，必要以外の空間にも磁界を発生させることになり，無駄な電力を消費してしまう.この問題を解決する候補物質として磁性と強誘電性が共存するマルチフェロイック物質が注目されている.マルチフェロイック物質では磁性と誘電性の結合(電気磁気効果)により，磁気秩序の電界制御や電気分極の磁界制御などが可能になる.前者の機能を使うと図1(b)のように電界による磁化反転が可能なマルチフェロイックメモリ(MFRAM)が実現でき，消費電力の大幅な削減が期待される.