【本学研究者情報】

〇国際集積エレクトロニクス研究開発センター 研究開発部門　准教授　永沼 博
研究者紹介

【発表のポイント】

• CoとNの原子の相対位置関係により、二次元物質(h-BN)と強磁性金属(Co,Fe)の界面の混成軌道による界面垂直磁気異方性が強化されることを発見
• h-BNをトンネル障壁とした強磁性トンネル接合素子において1,000%のトンネル磁気抵抗比が現れることを予測
• 二次元物質の高い面内移動度と面直方向のトンネル伝導を利用することにより、面内/面直伝導を組み合わせたハイブリッド集積回路に期待

【概要】

情報機器でのエネルギー消費増大問題を解決するために、計算機用の高性能な不揮発性メモリの開発が求められています。東北大学国際集積エレクトロニクス研究開発センターはケンブリッジ大学との共同研究により、二次元物質(h-BN)と強磁性金属(Co,Fe)の界面の混成軌道による界面垂直磁気異方性がCoとNの原子の相対位置関係によって強化されることを発見し、不整合性の高い原子配置関係のときに1,000%のTMR比が現れることを明らかにしました。二次元物質であるh-BNは将来のMTJの障壁材料の1つの選択肢として有望であり、二次元物質の高い面内移動度と組み合わせた面内/面直伝導を二次元物質が担うハイブリッド型集積回路が期待されます。

本研究成果は、米国物理学会発行の科学誌 Applied Physics Reviewのeditor's choiceとなり2021 年 8月 5 日にOnline掲載されました。

図1 h-BNをトンネル障壁材料としたときのEvanescent状態とスピン状態を考慮したときの透過率と、そのTMR比。Coとh-BNの相対原子位置を最適化することにより、1,000%のTMR比を得ることが計算により明らかとなった。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

◆研究内容に関して
国際集積エレクトロニクス研究開発センター研究開発部門
准教授 永沼博 TEL：022-796-3419

◆その他の事項について
国際集積エレクトロニクス研究開発センター
支援室長 髙橋嘉典
TEL：022-796-3410
FAX：022-796-3432
E-mail：support-office*cies.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）