スピンホールトルクによる電流駆動磁化制御

摘要

近年、スピン軌道相互作用が大きい物質を含み、各層の膜厚が数原子層程度の膜を組み合わせた薄膜ヘテロ構造において、低電流で強磁性体の磁化方向を制御できるとする報告が相次いでいる［1，2］。これらの結果は、スピンホール効果等によって生成されたスピン流（スピン分極した電子の流れ）が強磁性層に進入し、磁化にスピンホールトルクと呼ばれるトルクが作用することで可能になったとされている。また最近、このようなスピン流とスピンホールトルクを利用して、旋回性が統一された磁区構造を制御できることが報告された［3-5］。通常、磁区構造の旋回性はランダムであるが、界面で発現する異方的交換相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya相互作用）を利用すれば、旋回性が統一された磁区構造を人工的に実現することが可能である。この現象を利用すれば、低電流で磁区構造を制御することが可能となり、ストレージデバイスに応用できるとして期待が高まっている。本稿では、薄膜ヘテロ構造で発現するこのようなスピン軌道効果に起因した現象について報告する。