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工学:強磁性半導体構造における電流に誘起された磁壁スイッチング

Nature 428, 6982 doi: 10.1038/nature02441

磁気情報ストレージは、磁化反転によって論理ビットをエンコードするために外部磁場を利用する。しかし、超高密度のストレージデバイスを作動させるとき必要な磁場は余りに高すぎて発生不可能なため、電流による磁化反転がこれに代わる有望なエンコーディング法として多くの注目を集めている。実際、スピン偏極電流によるトルクを通してナノメーサイズの金属構造の磁化方向を反転することが可能である。しかし、現在このために必要な107〜108A cm-2の高い電流密度は集積回路の金属配線が耐えられる閾値を超えている。金属系での磁気情報のエンコーディングは、磁化方向が異なる領域間の境界にある磁壁の操作によっても実現されているが、この方法でも約107 A cm-2の高い電流密度が必要になる。本論文では、強磁性半導体構造の磁壁スイッチングによる磁化反転を、磁場が存在しない場合でも、105 A cm-2以下の密度の電流パルスを使って誘起できることを実証した。現在この系はスイッチング速度が遅いことと、強磁性転移温度が低いためすぐに実用にはならない。しかし、これらの問題が解決できれば、低い電流密度の電気パルスによる磁気反転は磁気情報ストレージ応用への路を拓くであろう。

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