전자의 양자 기계적 특성 및 전자 토토사이트 아띠을 동시에 고려
Spintronic 장치를위한 시뮬레이션 기술 개발

2 개의 강자성 물질로 만든 자기 다층 필름의 자화 반전 전류를 성공적으로 예측했습니다

  토토 사이트. (이사 회장 및 CEO : Kawamura Takashi/Healinafter는 Hitachi로 언급 됨)와 National University Corporation Tohoku University (Director : 이사 : Inoue Akihisa/Higherinafter)의 Metal Materials Research Institute (Director : Nakajima Kazuo)와 Metal Materials Research Institute (Director : Nakajima Kazuo) (이누아 아키히 사/이하 대학교)를 공동으로 발전 시켰습니다. 고체에서 전자의 자기 특성. 개발 된 기술은 양자 기계적 방법을 사용하여 전자에서 "스핀"흐름 (스핀 전류)을 생성하고 전자 장치에서 스핀 토크를 생성합니다.*1이 결과를 자화의 동적 시뮬레이션에 통합합니다. 이 기술은 전자의 복잡한 거동으로 인해 지금까지 분석 할 수 없습니다*2로 만든 자기 다층 필름에 사용될 때, 시뮬레이션은 자화가 역전되는 전류를 예측할 수 있음을 발견했습니다. 이 기술은 자기 다층 필름을 사용하여 Spintronic 장치의 현상을 밝히고 설계하는 방법을 열어줍니다.
  이 연구는 전략적 창조 프로모션 프로젝트 (CREST)의 일환으로 "수치 시뮬레이션을 통한 새로운 재료 및 기능 개발"프로젝트 (프로젝트 리더 : Maekawa Yoshimichi, Tohoku University Metal Materials Research Institute)의 일환으로 수행되었습니다.

 고체의 전자 장치에는 두 가지 특성이 있습니다. "전하"는 전기 특성과 자기 특성을 나타내는 "스핀"을 나타냅니다. 20 세기 산업을 지원하는 전자 제품은 "전하"의 특성을 엔지니어링에 적용했지만 최근 몇 년 동안 "충전"외에 "스핀"의 특성을 동시에 활용하는 Spintronics는 관심을 끌고 있습니다. 하드 디스크 드라이브 헤드에 사용 된 거대한 마그네토 저항 효과 (1988 년 발견)는 그 결과 중 하나였으며 2007 년 GMR Discoverers Albert Fert와 Peter Grünberg는 물리학 상을 수상했습니다.
  Spintronics를 사용하는 장치는 21 세기의 저장 장치 일 것으로 예상되며, 비 휘발성 및 저전력 소비의 특성은 전류로 인해 자기 재료의 자화를 역전시키는 회전력 인 토토사이트 아띠 토크입니다. 장치를위한 강자성 및 비자기 재료*3를 결합한 자기 다층 필름을 사용 하여이 토토사이트 아띠 토크 또는 자화를 제어 할 수 있으며,이를 ON/OFF 신호로 사용하는 Spintronic 장치에 대한 연구가 더욱 활성화되고 있습니다. 이 자기 다층 필름의 구조를 설계하려면 토토사이트 아띠 토크를 계산하고 자화가 역전 된 전류를 시뮬레이션하고 예측해야하지만, 둘 이상의 페로이 머그넷이있을 때, 전자의 복잡한 거동은 예측할 수 없었습니다.
  이러한 배경으로 인해 Hitachi와 Tohoku University는 이번에는 자기 다층 영화를위한 시뮬레이션 기술을 개발했습니다. 개발 된 기술의 내용은 다음과 같습니다.

개발 기술의 세부 사항

1. "스핀"흐름 및 스핀 토크 계산 기술

  전자의 특성을 파도로 설명하는 양자 기계 기술을 사용하여, 우리는 전류가 자기 다층 필름을 통해 흐르고 스핀 토크 (전류로 인해 자화를 방해하는 회전력)에서 미세한 전자 수준에서 "스핀"의 흐름에 대한 계산 기술을 개발했습니다.

2. 자화가 역전되는 전류를 예측하는 시뮬레이션 기술

   상기 계산을 통해 얻은 전자 장치의 토토사이트 아띠 토크를 자화의 동적 시뮬레이션에 통합함으로써, 우리는 미세한 전자 수준에서 거시적 자화 수준까지 확장되는 시뮬레이션 기술을 개발했으며, 이제 자화가 반전되는 위치를 예측할 수 있습니다.

  이 기술을 사용하여, 우리는 강자성, 비자 성 및 강자성 물질의 자기 다층 필름의 시뮬레이션을 수행했으며, 두 개의 강자성 필름의 자화가 서로 반대되는 것으로 나타 났으며, 우리는 실험에서 얻어진 전류가 전류와 협박한다는 것을 발견했습니다. 또한, "라미네이트 페리 구조화 된 필름"은 구동 전류를 감소시킨다

  이 결과는 7 월 26 일부터 독일 Baden-Wurttemberg시 Karlsruhe에서 개최되는 국제 자기 회의 인 국제 자기 컨퍼런스 (ICM2009)에서 발표 될 것입니다.

*1

토토사이트 아띠 토크 : 전류로 인해 자화를 역전시키는 회전력. 토토사이트 아띠은 전자의 작은 자기 특성이며 지구의 회전과 유사한 각 운동량입니다. 전자는 전하 및 토토사이트 아띠의 특성을 가지기 때문에 전류가 자기 재료를 통한 흐름에 따라, 전하 흐름 (전류)과 함께 토토사이트 아띠 흐름 (토토사이트 아띠 전류)이 발생합니다. 자기 재료 내부에서 발생하는 토토사이트 아띠 전류의 변화는 각 운동량의 변화에 ​​해당하므로 자기 재료의 토토사이트 아띠의 정렬 (자화)을 토크로 변경합니다. 따라서 토토사이트 아띠 토크를 교환함으로써 전류로 자기를 제어 할 수 있습니다. 또한, 자기 재료 및 비자 성 물질이 결합되는 다층 필름에서, 토토사이트 아띠 전류는 접합 인터페이스에서 극적으로 변화하고 분포를 갖는다. 다층 필름에서는 토토사이트 아띠 전류 분포를 자세히 분석해야합니다.

*2

강자성 물질 : 강자성 물질은 철, 코발트 및 니켈과 같은 자석과 같은 특성을 나타내는 물질이며 결정 내 자기 이온 토토사이트 아띠의 방향은 한 방향으로 정렬됩니다. 그것은 또한 자기 재료라고도 불리지만, 비자 성, 반 강자성, 강자성 등과 구별 할 때,이를 강자성 물질이라고합니다.

*3

비자 성 물질 : 여기서 비자기 물질은 상자성 물질을 말하며, 결정에서 자기 이온의 토토사이트 아띠 방향이 정렬되지 않고 평균적으로 결정에서 0이됩니다.

연락처 정보

토토 사이트. Central Research Institute [담당 : Kinoshita, Kudo]
1-280 Higashi-Keigakubo, Kokubunji City, 도쿄 185-8601
전화 : 042-327-7777 (Direct)

금속 재료 연구소 Tohoku University
[책임 : Maekawa Yoshimichi, Takahashi Saburo]
전화 : 022-215-2005, 022-215-2008

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