JP2010067791A - 磁性細線ユニット及び記憶装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】磁性細線の磁壁移動に要する電流を低減し、且つ磁壁保持時の状態を安定にする。
【解決手段】磁性細線の材料として、遷移温度を境に磁化容易軸が面内方向と垂直方向とで遷移する材料を用いる。この場合、磁性細線１２の磁化容易軸が面内方向である第１の状態にあるときには、磁壁４８を移動させるための電流供給が行われず、磁壁の移動に要する電流が小さい磁化容易軸が垂直方向である第２の状態にあるときにのみ、磁壁を移動させるための電流供給が行われるようなシーケンスを実行することにより、磁壁移動時に必要とする電流を低減することが可能である。また磁壁４８を移動しない状態は第１の状態であり、磁壁の保持を安定化させることが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁性細線ユニット及び記憶装置に関し、特にスピン注入による磁壁電流駆動が行われる磁性細線ユニット、及び当該磁性細線を具備する記憶装置に関する。
近年、現行のＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、あるいはフラッシュメモリに代わる次世代の超大容量不揮発性メモリの研究開発が活発に行われている。その候補として、誘電体を利用したＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）、メモリを構成する絶縁体の相変化を利用したＰＲＡＭ（Phase change RAM）、ＴＭＲ効果（トンネル磁気抵抗効果）を利用したＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）、原理はまだ明確ではないがパルス電流の印加方向によって生じる巨大な抵抗変化を利用したＲＲＡＭ（Resistive RAM）などが挙げられる。しかし、これらのメモリデバイスはいずれもその性能が一長一短であり、現行のメモリを置き換えるほどには至っていない。
また、最近は、スピン注入による磁壁移動現象（例えば、非特許文献１等参照）とＴＭＲ効果を利用して大容量ストレージ（メモリ）を実現しようとするレーストラックメモリと呼ばれる技術も提案されている（例えば、特許文献１等参照）。本出願人も、すでに上記二つの現象・効果を利用したストレージ・メモリを検討している（例えば、特許文献２〜４等参照）。
米国特許第６，８３４，００５号明細書 特開２００７−３２４２６９号公報 特開２００７−３２４１７２号公報 特開２００７−３１７８９５号公報 A.Yamaguchi et. al., Phys. Rev. Lett., 92, 077205 (2004). M. Hayashi et., al., Phys. Rev. Lett., 97, 207205 (2006). S. S. P. Parkin et al., Science 320, 190 (2008). M. Hayashi, et al., Science 320, 209 (2008).
しかしながら、上記磁壁移動型ストレージデバイスの開発においては、いくつかの課題が存在している。その中で最も重要な課題は、データを記録する磁性細線の磁壁駆動に必要な電流（磁壁駆動電流）を低減することである。
例えば、非特許文献２〜４には、従来から用いられている磁性細線（面内磁気異方性膜であるＮｉＦｅ単層を材料とする磁性細線）及び放熱性の良好な基板を用い、ナノ秒という高速なパルス電圧により磁壁を駆動するために必要な電流を評価した結果、電流値が３×１０12Ａ/ｍ2に達したことが開示されている。また、本発明者等が同様の実験を行った結果、上記非特許文献２〜４と同等の結果が得られた。
しかるに、磁性細線を用いた磁壁移動型ストレージデバイス実現のためには、細線自体の発熱や、細線に電流を供給する配線の振動等を考慮すると、磁壁駆動電流の値を上記評価結果よりも少なくとも１桁以上小さくすることが望ましい。
一方、最近では、駆動電流を低減するためには、磁性細線として垂直磁化膜を用いることが有効であることが知られている。しかしながら、垂直磁化膜を磁性細線として用いた場合、微小な電流で磁壁が移動するため、磁壁の静止（情報の保持）が不安定になるおそれがある。更に、垂直磁化膜を磁性細線として用いた場合、磁性細線の磁壁移動を検知するＴＭＲ素子も垂直磁化構造とする必要があるため、作成が困難になるおそれもある。
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、磁壁移動に必要な電流を低減するとともに、情報を安定して保持することが可能な磁性細線ユニットを提供することを目的とする。また、本発明は、記録又は再生時の消費電流を低減することが可能な記憶装置を提供することを目的とする。
本明細書記載の磁性細線ユニットは、磁化容易軸が面内方向である第１の状態と、磁化容易軸が垂直方向である第２の状態との間で状態遷移する材料を用いた磁性細線と、前記磁性細線に電流を印加して、前記磁性細線内の磁壁を移動させる電流供給手段と、を備えている。
これによれば、磁性細線の磁化容易軸が面内方向である第１の状態では、磁壁を移動させるための電流供給を行わず、磁化容易軸が、磁壁移動に要する電流が小さくて済む垂直方向である第２の状態で、磁壁を移動させるための電流供給を行うこととすることで、磁壁移動に必要な電流を低減することが可能となる。また、磁壁を移動させないときには、磁化容易軸が面内方向となっていることから、磁壁の静止（情報の保持）を安定化することが可能となる。
本明細書記載の記憶装置は、本明細書記載の磁性細線ユニットと、前記磁性細線ユニットの前記磁性細線に情報記録を行うための記録素子と、前記磁性細線に記録された情報の再生を行うための再生素子と、を備えている。
これによれば、磁壁移動時に供給する電流を低減するとともに、情報を安定的に保持することが可能な磁性細線ユニットを具備しているので、記録又は再生時の消費電流を低減することが可能となる。
本明細書に記載の磁性細線ユニットは、磁壁移動に必要な電流を低減するとともに、情報を安定して保持することができるという効果を奏する。また、本明細書に記載の記憶装置は、記録又は再生時の消費電流を低減することができるという効果を奏する。
≪第１の実施形態≫
以下、本発明の第１の実施形態に係る記憶装置としての磁気メモリ装置１００について、図１〜図５に基づいて説明する。
図１は、本第１の実施形態に係る磁気メモリ装置１００の一部を概略的に示す斜視図である。この磁気メモリ装置１００は、図１に示すように、磁性細線１２と、記録素子１４と、再生素子１６と、磁性細線１２に電流を供給する電流供給手段としての電源２０とを備えている。なお、磁性細線１２と電源２０とを含んで、磁性細線ユニットが構成されている。
磁性細線１２は、複数の磁区２２を有する。なお、磁区２２に物理的な切り込みを形成した場合は、磁壁位置の制御性を高めることが可能となる。各磁区２２の磁化の向き（図１の矢印方向）により、情報の「１」、「０」が記録される。なお、磁性細線１２は、実際には、磁区２２を数百〜数万個有している。また、磁性細線１２においては、互いに隣接する磁区２２の磁化方向が反対方向を向いている場合には、これらの磁区２２の間には磁壁４８が存在している。これに対し、互いに隣接する磁区２２の磁化方向が同一方向である場合には、これらの磁区２２間には磁壁４８は存在しないようになっている。なお、磁壁４８を介して磁化方向が反対方向を向くことは、強磁性体の一般的な性質である。
また、磁性細線１２は、図２に示すように、実際には、情報を記録する領域である記録領域３０と、それ以外の領域であるリザーブ領域４０とに分けられており、記録する情報は、記録領域３０の磁区２２内に記録される。なお、磁性細線１２の具体的な材料等については、後述する。
図３には、図１の磁気メモリ装置１００の具体的な構成が断面図にて示されている。この図３に示すように、磁性細線１２は、シリコン基板５２と、シリコン基板５２上に成膜された層間絶縁膜５４と、層間絶縁膜５４上に成膜された層間絶縁膜５６の上側に設けられている。
シリコン基板５２には、不図示のトランジスタ等が適宜形成されている。
層間絶縁膜５６には、溝５６ａ、５６ｂが形成されている。この溝５６ａ，５６ｂ内には、記録素子１４の下部電極５８ａと、再生素子１６の下部電極５８ｂとが埋め込まれている。下部電極５８ａ，５８ｂは、シリコン基板５２に形成されたトランジスタ等に対して適宜電気的に接続されている。
磁性細線１２を介して、下部電極５８ａ，５８ｂと対向する位置には、ＭｇＯを材料とするバリア層６６を介して、積層フェリ構造を有する固定磁化層６８ａ，６８ｂが形成されている。
固定磁化層６８ａ、６８ｂは、ＣｏＦｅＢを材料とする強磁性層７０と、Ｒｕを材料とする非磁性層７２と、ＣｏＦｅを材料とする強磁性層７４と、ＩｒＭｎを材料とする反強磁性層７６とを、順次積層して成る積層膜により構成されている。また、これら固定磁化層６８ａ，６８ｂそれぞれの上側には、Ｔａを材料とする接続電極７８ａ，７８ｂが形成されている。
上記磁性細線１２、固定磁化層６８ａ，６８ｂ及び接続電極７８ａ，７８ｂが形成された層間絶縁膜５６上には、接続電極７８ａ，７８ｂの上面が露出するように層間絶縁膜８０が設けられている。この層間絶縁膜８０には、磁性細線１２の両端それぞれに達する一対のコンタクトホール８２ａ，８２ｂが形成されており、これらコンタクトホール８２ａ，８２ｂ内には、コンタクトプラグ８４ａ，８４ｂが埋め込まれている。
また、層間絶縁膜８０上には、上部電極８６ａ、上部電極８６ｂ及び配線８８ａ，８８ｂが形成されている。また、層間絶縁膜８０上には、上部電極８６ａ，８６ｂ及び配線８８ａ，８８ｂを埋め込むように層間絶縁膜９０が形成されている。
なお、下部電極５８ａ、バリア層６６、固定磁化層６８ａ、接続電極７８ａ及び上部電極８６ａにより、磁性細線１２の磁区２２に情報を書き込むための記録素子１４が構成されている。また、下部電極５８ｂ、バリア層６６、固定磁化層６８ｂ、接続電極７８ｂ及び上部電極８６ｂにより、磁性細線１２の磁区２２に記録された情報を読み出すための再生素子１６が構成されている。なお、記録素子１４においては、必ずしもバリア層６６は必要とはしないものの、再生素子１６の形成プロセスとの整合性を考慮した場合、形成した方が製造プロセスの簡易性の観点から好ましい。また、記録素子１６は、図３で示した構造以外にもＭＲＡＭに用いられるワード線のような導線とすることが可能であり、この導線への印加電流による電流磁界を印加しても良い。また、再生素子１６は磁性細線１２下部に端子５８ｂを設けてＴＭＲの上下端子間（８６ｂと５８ｂ）に電流を印加する他、例えば下部端子５８ｂを用いず、上部端子８６ｂと磁壁駆動電流印加用の端子８８ｂとの間に電流を印加することも可能である。
配線８８ａ，８８ｂは、コンタクトプラグ８４ａ，８４ｂをそれぞれ介して、磁性細線１２の一端部及び他端部に電気的に接続されている。また、配線８８ａ，８８ｂは、図１に示す電源２０に電気的に接続されている。
上記のように構成される磁気メモリ装置１００では、磁性細線１２の長手方向に電流（パルス電流）を流す際に生ずるスピントルクにより、磁壁４８を適宜移動させることが可能であり、これに伴って、磁区２２に書き込まれた情報を適宜シフトさせることができる。すなわち、例えば、図２において左向きに電流を流すと、電子スピンは右向きに流れ、磁壁４８は右側に移動し、図２において右向きに電流を流すと、電子スピンは左向きに流れ、磁壁４８は左側に移動する。
したがって、磁気メモリ装置１００における情報の書き込み（記録）又は読み出し（再生）の際には、上記移動により、磁区２２を、図２に示す記録領域３０からリザーブ領域４０へ移動させ、記録を行いたい（又は再生を行いたい）磁区２２を記録素子１４（又は再生素子１６）に対向する位置まで移動させる。
そして、磁性細線１２の磁区２２への情報の書き込み（記録）は、磁性細線１２の磁区２２の磁化方向を、固定磁化層６８ａの磁化方向と同じ方向（平行）又は固定磁化層６８ａの磁化方向とは反対方向（反平行）に設定することにより行う。
具体的には、磁性細線１２の磁区２２の磁化方向を反平行から平行に反転させる場合には、上部電極８６ａの電位に対して下部電極５８ａの電位を高く設定する。そうすると、膜面に垂直に磁性細線１２側から固定磁化層６８ａ側へ電流が流れ、スピン偏極した伝導電子が固定磁化層６８ａから磁性細線１２に流れ込み、磁性細線１２の電子と交換相互作用をする。この結果、電子間にはトルクが発生し、このトルクが十分に大きいと磁性細線１２の磁区２２の磁化方向が反平行から平行に反転する。
一方、磁性細線１２の磁区２２の磁化方向を平行から反平行に反転させる場合には、下部電極５８ａの電位に対して上部電極８６ａの電位を高く設定する。そうすると、上記とは逆の作用により、磁性細線１２の磁区２２の磁化方向が平行から反平行に反転する。
一方、磁性細線１２の磁区２２に書き込まれた（記録された）情報の読み出し（再生）は、再生素子１６を構成する上部電極８６ｂと下部電極５８ｂとの間の抵抗値を検出することにより、行われる。具体的には、固定磁化層６８ｂの磁化方向と固定磁化層６８ｂに対向する磁区２２の磁化方向とが反対方向（反平行）の場合には、下部電極５８ｂと上部電極８６ｂとの間は高抵抗状態となり、その一方で、固定磁化層６８ｂの磁化方向と固定磁化層６８ｂに対向する磁区２２の磁化方向とが同一方向（平行）の場合には、下部電極５８ｂと上部電極８６ｂとの間は低抵抗状態となる。このように、高抵抗状態と低抵抗状態が存在することから、これら２つの状態をデータ「１」、「０」に関連づけることで、磁性細線１２の磁区２２に書き込まれた情報が「１」か「０」かを判定することができる。
次に、磁性細線１２の材料について説明する。
本第１の実施形態では、磁性細線１２の材料として、ＧｄとＦｅを含む合金を採用することとしている。具体的には、図４に示すＧｄ32Ｆｅ68や、Ｇｄ32Ｆｅ58Ｃｏ10を採用することとしている（なお、上記材料における下付数字は、原子百分率（atm％）を示している）。これらの材料Ｇｄ32Ｆｅ68、Ｇｄ32Ｆｅ58Ｃｏ10は、図４に示すように、約１７０℃〜１８０℃よりも温度が低い場合には、磁化容易軸が面内方向である第１状態を示し、約１７０℃〜１８０℃よりも温度が高い場合には、磁化容易軸が垂直方向である第２の状態を示す。すなわち、これらの材料は、温度を上昇させることにより、第１状態から第２状態に状態が遷移し、逆に、温度を下降させることにより、第２状態から第１状態に状態が遷移する。なお、上記のような状態遷移が生じる温度を、以下においては「遷移温度」と呼ぶものとする。なお、図４に示す、磁性材料の組成と磁化容易軸の温度依存性との関係は、評価試料として、ＧｄＦｅ（Ｃｏ）の膜厚が４０ｎｍで、その上下を非磁性材料ＳｉＮで保護した試料を用い、面内，及び垂直方向の磁化曲線（ＭＨカーブ）から磁化容易軸方向から判断したものである。
次に、磁壁４８の移動を停止する場合と磁壁４８の移動を行う場合とにおける、上記材料を用いたことによる作用について説明する。
図５に示すように、磁壁４８の移動を停止する場合、電源２０から磁性細線１２に対する電流供給をオフするので磁性細線１２の温度は低く（遷移温度よりも低く）保たれる。このため、磁化容易軸は面内方向となる。したがって、磁壁移動を停止する場合には、磁化容易軸が磁壁４８の移動が困難な面内方向に設定されるので、磁壁４８の位置（すなわち磁区２２に記録された情報）を安定して保持することが可能となる。
一方、磁壁４８を移動する場合、電源２０から磁性細線１２に対する電流供給がオンされるので、当該電流により発生するジュール熱により、磁性細線１２の温度が高く（遷移温度よりも高く）なる。このため、磁化容易軸は垂直方向に遷移する。したがって、磁壁４８の移動を行う場合には、磁化容易軸が磁壁４８の移動が容易な垂直方向に設定されるので、磁壁４８の移動を容易に、すなわち磁壁４８の移動に要する電流を低減することが可能となる。
なお、磁壁４８を移動するための電流（磁壁駆動電流）を供給したときに、磁性細線１２の温度が遷移温度よりも高くなるようにするため、磁性細線１２の設計段階では、磁性細線１２の比抵抗や電流密度を考慮した設計を行うことが望ましい。
以上、詳細に説明したように、本第１の実施形態によると、磁性細線１２の磁化容易軸が面内方向である第１の状態にあるときには、磁壁４８を移動させるための電流供給が行われず、磁壁４８の移動に要する電流が小さい磁化容易軸が垂直方向である第２の状態にあるときにのみ、磁壁４８を移動させるための電流供給が行われるようなシーケンスを実行することから、磁壁移動時に供給する電流の低減を実現することが可能である。また、磁壁移動が容易であることから、磁性細線１２への電流印加に対する磁壁移動のレスポンスを速くすることも可能である。更に、磁壁４８を移動させないときには、磁化容易軸が面内方向となっているため、磁壁の静止（情報の保持）を安定化することが可能である。
また、本第１の実施形態によると、上記シーケンスを、特別な制御を行うことなく実行することができるので、磁壁移動時に供給する電流の低減を簡易に実現することが可能である。
なお、上記第１の実施形態では、磁壁４８を移動する際の電流によるジュール熱により、磁性細線１２の温度が上昇するのを利用して、磁化容易軸の方向を変更する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、磁性細線１２の温度を調整する別の機構を磁性細線１２の近傍に設けることで、磁性細線１２の温度を調整することとしても良い。このような機構を採用した例が、次に説明する第２の実施形態である。
≪第２の実施形態≫
以下、本発明の第２の実施形態について図６〜図８に基づいて説明する。この第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した磁性細線１２の温度制御をヒータを用いて積極的に行う点に特徴を有している。
図６には、第２の実施形態に係る磁気メモリ装置１００’の一部が概略的に示されている。この図６に示すように、磁気メモリ装置１００’は、第１の実施形態の構成（図１〜図３参照）に加えて、磁性細線１２近傍に設けられたヒータ１１０と、当該ヒータ１１０に電流を供給する電流供給部１４０と、電流供給部１４０及び電源２０の動作を制御する制御装置１２０と、を備えている。
ヒータ１０は、例えば、電熱線や、磁性細線１２よりも比抵抗の大きな材料などを含み、制御装置１２０の指示の下、電流供給部１４０から供給される電流によって熱を発生する。なお、本実施形態では、ヒータ１１０、制御装置１２０、電流供給部１４０を含んで遷移手段が構成されている。
次に、制御装置１２０による処理について、図７のフローチャートに沿って説明する。
制御装置１２０は、図７のステップＳ１０において、磁壁４８の移動を行うか否かを判断する。この場合、例えば、外部のホストから、情報（データ）を記録するためのコマンドが発行されたり、あるいは磁性細線１２に書き込まれている情報（データ）を再生するためのコマンドが発行された場合に、本ステップの判断が肯定される。
ここでの判断が肯定されると、制御装置１２０は、次のステップＳ１２において、電流供給部１４０に、ヒータ１１０に対する電流供給を実行するように指示を出す。
次いで、制御装置１２０は、ステップＳ１４において、電流供給部１４０からヒータ１１０に対して所定時間電流が供給されるまで待機する。このステップＳ１４における所定時間の待機により、ヒータ１１０の熱を受けて、磁性細線１２が、遷移温度を超えることとなる。
次いで、制御装置１２０は、ステップＳ１６において、電源２０から磁性細線１２への電流供給を開始して、磁壁４８の移動を開始する。そして、制御装置１２０は、ステップＳ１８において、磁壁４８の移動が終了したと判断された段階で、ステップＳ１０に戻る。
一方、ステップＳ１０において、判断が否定された場合、すなわち、磁壁移動を行わないと判断された場合には、ステップＳ２０において、電流供給部からの電流供給を停止する（元々電流供給が停止されていた場合には、電流供給停止状態を維持する）。
上記図７の処理を実行することにより、磁壁移動を行わないときには、図８のステップ１に示すように、ヒータ１１０の加熱を行わない（オフにする）ので、磁性細線１２の温度が低く（遷移温度よりも低く）保たれる。このため、磁化容易軸は面内方向となる。このように、磁化容易軸が磁壁４８の移動が困難な面内方向に設定されることで、磁壁４８の位置（すなわち磁区２２に記録された情報）を安定して保持することが可能となる。
一方、磁壁４８を移動する前段階では、図８のステップ２に示すように、ヒータ１１０の加熱を行うので、磁性細線１２の温度が高く（遷移温度よりも高く）なる。このため、磁化容易軸が磁壁４８の移動が容易な方向（垂直方向）に設定されることになる。
更に、磁壁４８を移動する際には、図８のステップ３に示すように、ステップ２の状態を維持したまま、磁性細線１２に電流を供給するので、磁壁４８の移動を容易に、すなわち磁壁４８の移動に要する電流を低減することが可能となる。
以上、詳細に説明したように、本第２の実施形態によると、上述した第１の実施形態と同様、磁性細線１２の磁化容易軸が面内方向である第１の状態にあるときには、磁壁４８を移動させるための電流供給を行わず、磁化容易軸が磁壁４８の移動に要する電流が小さい方向（垂直方向）である第２の状態にあるときに、磁壁４８を移動させるための電流供給を行うので、磁壁移動時に供給する電流の低減を実現することが可能である。また、磁壁移動が容易であることから、磁性細線１２への電流印加に対する磁壁移動のレスポンスを速くすることも可能である。更に、磁壁移動を停止する場合には、磁化容易軸が磁壁４８の移動が困難な方向（面内方向）に設定されるので、磁壁４８の位置（すなわち磁区２２に記録された情報）を安定して保持することが可能となる。なお、本第２の実施形態は、第１の実施形態で説明したように磁性細線１２に電流を供給するのみでは磁性細線１２の温度が遷移温度を超えないような場合に特に有効である。
なお、上記各実施形態では、図４に示す材料のうち、Ｇｄ32Ｆｅ68、Ｇｄ32Ｆｅ58Ｃｏ10の２種類の材料を用いる場合について説明したが、これに限らず、図４に示すその他の材料（Ｇｄ20Ｆｅ80、Ｇｄ20Ｆｅ68.2Ｃｏ11.8、Ｇｄ26Ｆｅ47.6Ｃｏ26.4、Ｇｄ26Ｆｅ63.1Ｃｏ10.98）を採用することとしても良い。この場合、図４に示すように、上記各実施形態で用いたＧｄ32Ｆｅ68、Ｇｄ32Ｆｅ58Ｃｏ10とは異なり、温度が遷移温度よりも低い場合に、磁化容易軸が垂直方向を向き、遷移温度よりも高い場合に、磁化容易軸が面内方向を向く。
したがって、この場合には、第２の実施形態と同様の構成（図６参照）を用いた上で、図９に示すようなシーケンスを採用することが好ましい。
この図９においては、ステップＳ１１０において、磁壁４８の移動を行わないと判断された場合に（ステップＳ１１０の判断が否定された場合に）、ステップＳ１２０において電流供給部１４０からヒータ１１０への電流供給を行うようにする。また、ステップＳ１１０において磁壁４８の移動を行うと判断された場合に（ステップＳ１１０の判断が肯定された場合に）、電流供給部１４０からの電流供給を停止するようにする。なお、ステップＳ１１６、Ｓ１１８は、図７のステップＳ１６、Ｓ１８と同様の処理である。
このような処理を実行することで、温度が遷移温度よりも低い場合に磁化容易軸が垂直方向を向き、遷移温度よりも高い場合に磁化容易軸が面内方向を向く材料（Ｇｄ20Ｆｅ80、Ｇｄ20Ｆｅ68.2Ｃｏ11.8、Ｇｄ26Ｆｅ47.6Ｃｏ26.4、Ｇｄ26Ｆｅ63.1Ｃｏ10.98など）を用いた場合であっても、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
なお、本変形例では、ヒータ１１０への電流供給が停止された状態で、磁壁移動のための電流が磁性細線１２に供給されるので、当該磁性細線１２に供給される電流によって磁性細線１２の温度が上昇し、磁性細線１２の温度が遷移温度を超えてしまう可能性がある。したがって、このような場合を想定して、磁性細線１２の近傍に冷却機構（例えば、ペルチェ素子等を含む機構）を設けておき、磁性細線１２に電流を供給する際には、当該冷却機構を用いて、磁性細線１２を冷却するようにしても良い。
なお、上記各実施形態及び変形例では、磁性細線１２の材料としてＧｄＦｅ（Ｃｏ）系の材料を採用した場合について説明したが、これに限らず、例えば、ＴｂＦｅなど、ＧｄＦｅに類似する希土類系材料を用いることでも、上記各実施形態と同様の効果を得ることが可能である。また、上記材料に限らず、種々の条件に応じて、磁化容易軸を遷移させることが可能な磁性材料を採用することが可能である。
また，上記各実施形態では、磁化容易軸の方向を遷移させるために、磁性細線１２の温度を変更する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、磁性細線１２にかかる圧力を制御することにより、磁化容易軸の方向を遷移させるようにしても良い。
なお、上記各実施形態では、磁性細線と電源とを少なくとも含む磁性細線ユニットを、図１や図６に示すような磁気メモリ装置に採用した場合について説明したが、これに限らず、その他、磁性細線を用いる種々の装置（例えばレーストラック型のストレージ装置や、ＭＲＡＭなど）にも適用することが可能である。
上述した各実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
第１の実施形態に係る磁気メモリ装置の一部を概略的に示す図である。 記録領域とリザーブ領域を示す斜視図である。 磁気メモリ装置の断面図である。 磁性材料別の磁化容易軸の温度依存性を示す図である。 第１の実施形態における磁壁移動停止時及び磁壁移動時の磁化容易軸の方向及び磁壁移動性を示す表である。 第２の実施形態に係る磁気メモリ装置の一部を概略的に示す図である。 第２の実施形態における制御装置の制御シーケンスを示すフローチャートである。 第２の実施形態における磁壁移動停止時、加熱時、磁壁移動時の磁化容易軸の方向及び磁壁移動性を示す表である。 変形例に係る制御装置の制御シーケンスを示すフローチャートである。
符号の説明
１２ 磁性細線（磁性細線ユニットの一部）
１４ 記録素子
１６ 再生素子
２０ 電源（電流供給手段、磁性細線ユニットの一部）
４８ 磁壁
１００ 磁気メモリ装置（記憶装置）
１１０ ヒータ（遷移手段の一部）
１２０ 制御装置（遷移手段の一部）
１４０ 電流供給部（遷移手段の一部）

Claims (8)

  1. 磁化容易軸が面内方向である第１の状態と、磁化容易軸が垂直方向である第２の状態との間で状態遷移する材料を用いた磁性細線と、
    前記磁性細線に電流を印加して、前記磁性細線内の磁壁を移動させる電流供給手段と、を備える磁性細線ユニット。
  2. 前記電流供給手段から前記磁性細線に印加される電流により発生するジュール熱により、前記磁性細線の温度が変更され、
    当該磁性細線の温度変化に応じて、前記磁性細線の状態が遷移することを特徴とする請求項１に記載の磁性細線ユニット。
  3. 前記磁性細線を前記第１の状態と前記第２の状態との間で状態遷移させる遷移手段を更に備える請求項１に記載の磁性細線ユニット。
  4. 前記遷移手段は、前記磁性細線の温度を変更することにより、前記磁性細線を状態遷移させることを特徴とする請求項３に記載の磁性細線ユニット。
  5. 前記遷移手段は、前記磁性細線にかかる圧力を変更することにより、前記磁性細線を状態遷移させることを特徴とする請求項３に記載の磁性細線ユニット。
  6. 前記遷移手段は、
    前記電流供給手段からの電流の印加が停止されているときに、前記磁性細線を第１の状態に設定し、
    前記電流供給手段から電流が印加されるときに、前記磁性細線を第２の状態に設定することを特徴とする請求項３又は４に記載の磁性細線ユニット。
  7. 前記磁性細線は、ＧｄとＦｅを含む合金を材料とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の磁性細線ユニット。
  8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の磁性細線ユニットと、
    前記磁性細線ユニットの前記磁性細線に情報記録を行うための記録素子と、
    前記磁性細線に記録された情報の再生を行うための再生素子と、を備える記憶装置。

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