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KAIST、熱でスピン電流を生成する新たな素材技術を開発

既存のメモリーの電力消耗を抑えるのに役立つ見込み


科学技術情報通信省(ユ・ヨンミン長官)はKAISTのパク・ピョングク教授研究チームが磁性メモリー(MRAM)の新たな動作原理である熱でスピン電流を生成する素材技術を開発したと11月23日 に発表した。

一般的な電流は電子が持っている電荷(charge)の流れを意味する。スピン電流は電子の固有の特性であるスピン(spin)が移動する現象。このスピン電流は電荷の実際的な移動なしで発生することが可能でジュール熱(Joule heating)による電力損失が発生しない。

磁性メモリーはシリコン基盤の既存の半導体メモリーとは違い薄い磁性薄膜で作られた非揮発性メモリー素子。外部からの電源供給のない状態で情報を維持でき、集積度が高い。また高速動作が可能という特長があり次世代メモリーとして開発されている。

磁性メモリーは磁性素材にスピン電流を与えて磁性の方向を制御する方式で動作がなされる。この際に既存の磁性メモリーはスピン電流を電気として生成するが、本研究では熱でスピン電流を発生させる素材技術を開発した。

熱によってスピン電流が生成される現象であるスピンネルンスト効果(Spin Nernst Effect)は理論的にのみ発表されていた。

研究チームはスピン軌道結合が大きいタングステンと白金を活用してスピンネルンスト磁気抵抗測定方式を導入した。実験の結果、スピンネルンスト効果を究明し、熱によるスピン電流生成効率が既存の電気によるスピン電流の生成効率と類似しているという事実を確認した。

研究に当ったパク・ピョングク教授は「本研究は熱によるスピン電流生成という新たな物理現像を実験的に解明したという点に意味がある。今後、磁性メモリーの新たな動作方式を開発する計画」と話している。

研究結果は『Nature Communications』に11月9日付で掲載された。






[2017-11-28]

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