ステップ付き垂直磁気ナノワイヤにおけるDMI安定化ネール壁の共鳴支援非ピン止めをパルス電流で駆動

• Pt/Coベースの多層膜において、ピコ秒レーザーパルスを用いたスキルミオンの決定的生成を実証
• 単一のピコ秒レーザーパルスで直径25nmの安定なNéel型スキルミオンを生成することに成功
• 光子-スピンエレクトロニクス統合による光データ書き込みと磁気ストレージへの道を開く

磁気抵抗ランダムアクセスメモリ(MRAM)は、高速動作、優れた耐久性、低消費電力、CMOSプロセス互換性を兼ね備えた有望な不揮発性メモリ技術である。本稿では、トグルMRAMからSTT-MRAM、SOT-MRAMへと進化してきたMRAMの技術的変遷を包括的に概観する。各世代の動作メカニズム、性能トレードオフ、統合可能性を体系的に要約し、組み込みSoC、エッジコンピューティング、航空宇宙・車載エレクトロニクス、AIアクセラレータ、ニューロモルフィックコンピューティング、ハードウェアセキュリティなど、多様な応用分野を詳述する。また、書き込みエネルギーと速度のトレードオフ、プロセスの複雑さ、記憶密度…

• 電子線蒸着法とマグネトロンスパッタリング法の両方で調製した薄膜パーマロイ(Py, Ni80Fe20)について、成膜技術・界面工学・熱処理の組み合わせが磁気損失に与える影響を調査した。
• 両成膜法で同等の最小強磁性共鳴(FMR)線幅が得られ、最高の電子線蒸着膜で約23 Oe(4 GHz)、20 nmのTaN/Py/TaN構造で約21 Oeを達成した。
• 磁気焼鈍後、TaNで封止された構造のみが狭線幅を維持したのに対し、キャップなしの膜は線幅が大幅に広がった。

• IrMn 10 nm/NiFe 40 nmの二層膜で異常な二重ループヒステリシス挙動が観察され、より薄いNiFe膜では従来の単一ループ挙動となった。
• 二重ループ特性は温度および冷却磁場方向に依存する非対称性を示し、IrMn/NiFe界面の空間的に不均一な交換相互作用を示唆した。
• 正負の冷却磁場下で反転磁場が逆の挙動を示し、二層膜内の競合する交換寄与の存在が示された。

• MuMax3とOOMMFを用いたマイクロ磁気シミュレーションにより、Nd2Fe14B/Dy2Fe14B交換結合磁石の主相空間配置が保磁力に与える影響を系統的に調査した研究が発表された。
• 単相モデルでは、Dy2Fe14BはNd2Fe14Bより異方性定数Kはわずかに小さいが結晶磁気異方性磁場HAが高く、核生成磁場HNと保磁力HCが高い(磁化反転抵抗がKだけでなくHAにも直接関連することを示唆)。
• 立方体・円筒・サンドイッチの3種の二相モデルで、HAの高いDy2Fe14B相を外側に配置するとHNとHCが逆配置より高くなることが示された。