JPWO2005069368A1 - 電流注入磁壁移動素子 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕電流注入磁壁移動素子であって、互いに反平行の磁化方向を持つ第1の磁性体と第2の磁性体と、これらの第1の磁性体と第2の磁性体に挟まれた第3の磁性体の微小接合を有し、この微小接合界面を横切る電流を流すことにより、この電流と磁壁との相互作用により電流方向もしくは逆方向に磁壁を移動させ、素子の磁化方向を制御することを特徴とする。
Claims (20)
- 互いに反平行の磁化方向を持つ第1の磁性体と第2の磁性体と、該第1の磁性体と第2の磁性体に挟まれた第3の磁性体の微小接合を有し、該微小接合界面を横切る電流を流すことにより、該電流と磁壁との相互作用により電流方向もしくは逆方向に磁壁を移動させ、素子の磁化方向を制御することを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記磁性体が磁性半導体であることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項2記載の電流注入磁壁移動素子において、前記磁性半導体が(Ga,Mn)Asからなる強磁性半導体であることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項2記載の電流注入磁壁移動素子において、前記磁性半導体が(In,Mn)Asからなる強磁性半導体であることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1から4のいずれか一項記載の電流注入磁壁移動素子において、前記電流がパルス電流であることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項5記載の電流注入磁壁移動素子において、前記パルス電流の電流密度が104−107A/cm2であることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記互いに反平行の磁化方向を持つ第1の磁性体と第2の磁性体を、磁場中成膜によって形成することを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記互いに反平行の磁化方向を持つ第1の磁性体と第2の磁性体を、保磁力差を利用して成膜後に外部磁場を印加することにより形成することを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項8記載の電流注入磁壁移動素子において、前記第1の磁性体と第2の磁性体が異種材料であることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記第1の磁性体と第2の磁性体が同種材料であって、前記第2の磁性体膜上に反強磁性膜を形成し、前記第2の磁性体膜と磁気的に結合させることにより、前記第1の磁性体と第2の磁性体に保磁力差をつけることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記第1の磁性体と第2の磁性体が同種材料であって、前記第1の磁性体と第2の磁性体との膜厚を変えることにより、前記第1の磁性体と第2の磁性体に保磁力差をつけることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記第1の磁性体と第2の磁性体が同種材料であって、前記第1の磁性体と、前記第2の磁性体とに形状差をつけ形状異方性の差により、前記第1の磁性体と第2の磁性体に保磁力差をつけることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項2、3又は4記載の電流注入磁壁移動素子において、前記磁性半導体からなる第1の磁性体と第2の磁性体にそれぞれ異なる外部電界を加えることにより、前記第1の磁性体と第2の磁性体に保磁力差をつけることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記第1の磁性体と第2の磁性体の磁化方向が反平行であるために前記第1の磁性体と第2の磁性体との間に存在する磁壁が、前記第1の磁性体と第3の磁性体の接合界面及び前記第2の磁性体と第3の磁性体の接合界面に位置し易くなるように、前記第3の磁性体の断面積を減らして前記第1の磁性体及び第2の磁性体内より前記第3の磁性体内の磁壁形成によるエネルギー損失を減らすことを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記第1の磁性体と第2の磁性体の磁化方向が反平行であるために前記第1の磁性体と第2の磁性体との間に存在する磁壁が、前記第1の磁性体と第3の磁性体の接合界面及び前記第2の磁性体と第3の磁性体の接合界面に位置し易くなるように、前記第3の磁性体として前記第1の磁性体及び第2の磁性体より磁化の小さい異種材料を用いて、前記第1の磁性体及び第2の磁性体内より前記第3の磁性体内の磁壁形成によるエネルギー損失を減らすことを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記第1の磁性体と第2の磁性体の磁化方向が反平行であるために前記第1の磁性体と第2の磁性体との間に存在する磁壁が、前記第1の磁性体と第3の磁性体の接合界面及び前記第2の磁性体と第3の磁性体の接合界面に位置し易くなるように、外部電界の印加により前記第3の磁性体として前記第1の磁性体及び第2の磁性体より磁化を小さくした同種材料を用いて、前記第1の磁性体及び第2の磁性体内より前記第3の磁性体内の磁壁形成によるエネルギー損失を減らすことを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記第1の磁性体と第2の磁性体の磁化方向が反平行であるために前記第1の磁性体と第2の磁性体との間に存在する磁壁が、前記第1の磁性体と第3の磁性体の接合界面及び前記第2の磁性体と第3の磁性体の接合界面に位置し易くなるように、前記第1の磁性体と第3の磁性体の接合界面、及び第2の磁性体と第3の磁性体の接合界面にくびれを設け、該くびれ位置に磁壁がトラップされやすくすることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項1記載の電流注入磁壁移動素子において、前記素子の磁化方向の読み出しを可能にすることを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項18記載の電流注入磁壁移動素子において、前記第3の磁性体の磁化状態を、前記第1の磁性体と第3の磁性体の界面に磁壁がある場合と第2の磁性体と第3の磁性体の界面に磁壁がある場合に生じる素子の抵抗差を用いて、電流注入端子と同じ端子に磁壁が移動しない程度の微小電流を流して素子抵抗を計測することで読み出すことを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
- 請求項19記載の電流注入磁壁移動素子において、前記第1の磁性体と第3の磁性体の接合部と前記第2の磁性体と第3の磁性体の接合部との構造を非対称にすることにより前記素子の抵抗差を生じ易くしたことを特徴とする電流注入磁壁移動素子。
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