産総研など、電圧制御型磁気メモリーの新材料を開発

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今回開発した鉄イリジウム超薄膜磁石の特性(赤星印)と素子構造の模式図

産業技術総合研究所(産総研)、東北大学、物質・材料研究機構(NIMS)、大阪大学は2017年12月1日、電圧制御型の磁気メモリー(電圧トルクMRAM)用の新材料を開発したと発表した。

固体磁気メモリー(MRAM)は、書き込みのエネルギーを与えない限り磁化の向きが保持されるため、情報の維持に電力を必要としない不揮発性メモリーだ。しかし、開発が進んでいるMRAMは、電流で情報を書き込むことによる発熱で、既存の半導体メモリーよりも駆動電力が数桁大きい。一方、電圧トルクMRAMは、電圧で情報を書き込むことから駆動電力は小さいが、電圧スピン制御効率が課題だった。

研究グループは今回、磁石材料である鉄(Fe)に低濃度のイリジウム(Ir)を添加したFeIr超薄膜磁石では、垂直磁気異方性を保ちつつ、電圧スピン制御効率が従来よりも約3倍高効率化することを発見。電圧スピン制御効率と垂直磁気異方性の両方について、実用化を満たす特性を達成した。

今後、今回開発した材料の量産技術を開発すると共に、材料特性の向上を目指すとしている。また、電圧トルクMRAMは、書き込むエネルギーを大幅に低減できるため、待機電力が不要で、駆動電力が小さい新たな不揮発性メモリーの実現につながると期待される。

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