도쿄 대학 대학원 공학계 연구과의 오야마 치히로 조교, 동 연구과의 지바 다이치 준 교수 등의 연구팀은, 박막 자석과 중금속을 접합시킨 재료에 있어서, 시료에 직접 전류를 흘리는 것만으로 자화를 발생시키는 것 성공했다.전류량을 제어함으로써, 시료 전체의 자화가 동일 방향으로 정렬된 단일 자구 상태를 실현할 수 있는 것도 나타냈다.
최근, 자기장이 아닌 전류를 이용한 자기 메모리의 기입 방법에 관한 연구가 활발히 행해지고 있다.특히 최근에는 박막자석/중금속접합계에 전류를 흘리는 것으로 생기는 「스핀궤도토크」가 새로운 기입기술로서 주목을 받고 있다고 한다.스핀 궤도 토크란, 박막 자석과 중금속을 접합한 시료에 있어서, 시료면 내에 전류를 흘렸을 때에 기판 수직 방향으로 발생하는 스핀의 흐름이 자화에 주는 토크를 말한다.
이번 연구 그룹은 실온에서 자화를 갖지 않는 다자구 상태에 있는 코발트(Co)와 백금(Pt)을 접합시킨 시료(Co/Pt계)를 제작했다.이 시료는 전류가 없는 상태에서는 순 자화를 갖지 않는 다자구 상태이지만, 시료에 흐르는 전류가 커짐에 따라 시료가 자화되는 것을 알 수 있었다.또한, 흐르는 전류량을 제어함으로써, 자화가 동일 방향으로 정렬된 단일 자구 구조도 실현 가능하다는 것을 나타내었다.
자석을 자화시키기 위해서는 외부에서 자계를 가하는 것이 상식적이고 일반적인 방법이다.그러나 이번 연구에 따르면 자계가 아닌 자석에 전류를 직접 가하는 것만으로 자화할 수 있다는 것을 알았다.다자구⇔단자구라고 하는 자석의 상태를 자유자재로 제어한다는 스핀 궤도 토크의 새로운 사용법을 제안하는 것이라고 한다.향후는 다자구⇔단자구의 초고속 스위칭에 도전해, 서브 나노초로 동작하는 전자석의 동작 원리로 발전시킬 예정이라고 한다.
