(II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P...

29
(II) ÿßTǻß=ļP ÿŇǻÂġĿ

Transcript of (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P...

Page 1: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

(II)→

Page 2: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u 1996Slonczewski[i] Berger

[ii] [iii]FM1

FM2FM2

u [i] J. Slonczewski: J. Magn. Magn. Mater. 159 (1996) L1.

u [ii] L. Berger: Phys. Rev. B 54 (1996) 9353.

u [iii] E. B. Myers, D. C. Ralph, J. A. Katine, R. N. Louie, R. A. Buhrman: Science 285 (2000) 865.

Page 3: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u (a)60nm 130nm

2 (Co) (Cu)

u

(c) Co PAP

u (d)2mA ×

u 4mA ×

u

MRAMMRAM( RAM)

F.J. Albert et al., Appl. Phys. Lett. 77(2000) 3809.(2011.12.16)

Page 4: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u

u 0.2µm

Vol.61 No.2 2006

Page 5: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

uOno

u

×

(2011.12.16)

A. Yamaguchi, T. Ono, S. Nasu, K. Miyake, K. Mibu, and T. Shinjo,Phys. Rev. Lett., 92 (2004) 077205.

Page 6: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

Race track memoryu

IBM ParkinRace-track Memory 3

u Race-track Memory

u NEC

Static Random Access Memory: SRAM

Racetrack memory is 100,000 times

faster while using 300 times less

energy, November 17, 2010S. S. P. Parkin,U.S. Patent 6,834,005 (2003); S. S. P. Parkinet al., Science 320 (2008) 190.

Page 7: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8
Page 8: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u GMR 107-108A/cm2 ×

MgO-TMR 106A/cm2 ×[i]

u MRAM

MTJ

u

[i] , , , , , , , D. Djayaprawira, , 145

(2006.1)p.43

Page 9: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8
Page 10: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u 1-10nm

5-10nm 100nm-1µm

u mm

"�����$#%����!���

Page 11: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u ↑↓

u ↑

λs↑ ↓

u

"�����$#%����!���

λs

Page 12: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u ↑ ↓

u ↑↓

J↑-J↓

u

"�����$#%����!���

Page 13: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u F2 F1F F1

u F2 F1 F1↑ F2 F2 F3

u F2 F1 F2 F3↓ F2 F3

J↑-J↓u F3

����$#%������"���� ��

F2F3 F�↑��� �

↓��� �

Page 14: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u

Page 15: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u

u

u

↑ ↓jq

js

S. Murakami, N. Nagaosa, S.C. Zhang: Science 301 (2003) 1348.

"�����$#%����!���

Page 16: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u yIe

zIs

xx

u

× ��� ������

)+'**-' 2007.4.12

Page 17: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u 2(b) 77 K

Ie ΔVIe ΔV

Ieu

x

u

2.4 104 (Ωm)-1

Page 18: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u

jsjq

u ↑↓

js jq

"�����$#%����!���

Page 19: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u

Page 20: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

����$#%����!���

Page 21: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8
Page 22: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

'(,��!���� �� ���#��$� '(,�!'(,�.'(,���� �%/&�"�����$�

Page 23: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

��������

Spin orbitinteraction

Spin current

u

u

u

Y.Kajiwara et al., Nature 464 262 (2010)

Page 24: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

×

Page 25: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

Fig. 1(a) /×

K.Uchida, E.Saitoh: Magnetics Jpn. Vol. 8, No. 1, 2013

Page 26: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

××

K. Uchida, H. Adachi, T. An, T. Ota, M. Toda, B. Hillebrands,S. Maekawa, and E. Saitoh: Nature Mater., 10,737 (2011).

Page 27: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

1

2

3

2012 NEC

A. Kirihara, K. Uchida, Y. Kajiwara, M. Ishida, Y. Nakamura,T. Manako, E. Saitoh, and S. Yorozu: Nature Mater.,11, 686 (2012).

Page 28: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

K.Sato and E.Saitoh eds.Spintronics for Next Generation Innovative Devices

u John Wiley 2015 6 22

u

Page 29: (II)ÿßT ûß= < P ÿ G û€¦ · 3 c z < µ W f9 P>9 s s µ W fÂ# ®9 Zaeo Ì * < 5ÜT *-P )>M ÜT )"+2ew G£ÿTÀ á-P2I>× ± J d:+8

u

CMOS Si

uNagaosa

[i]u

[i] 41 (2006) 877, 42 (2007) 1, 42 (2007) 487.