MRAMの記憶素子「磁気トンネル接合」：福田昭のストレージ通信（29） 次世代メモリ、STT-MRAMの基礎（7）（1/3 ページ）

今回は、磁気トンネル接合素子に焦点を当てる。磁気トンネル接合素子においてどのように2値のデータを保持できるのか、その仕組みを解説したい。

[福田昭，EE Times Japan]

電気的なトンネル接合と磁気的なトンネル接合の違い

　国際会議「IEDM」のショートコースでCNRS（フランス国立科学研究センター）のThibaut Devolder氏が、「Basics of STT-MRAM（STT-MRAMの基礎）」と題して講演した内容を紹介するシリーズの第7回である。

　前回は、磁気記憶の高密度化手法と、高密度化に伴う本質的な課題を説明した。今回は、磁気メモリ（MRAM）の記憶素子と、データ読み出しの原理を説明していく。

講演のアウトラインを示すスライド。薄緑色でマーキングした部分が今回のパート（クリックで拡大） 出典：CNRS

　エレクトロニクスの世界では、「トンネル接合（Tunneling Junction）」と呼ぶ素子が少なからず、知られている。2層の金属薄膜で、極めて薄い絶縁膜を挟んだ素子である。絶縁膜の厚みが1nm前後と薄いと、電子が一定の確率で絶縁膜を通過する。これがトンネル電流である。金属薄膜に電圧バイアスを加えると、電子の通過確率（トンネル確率）が増加し、トンネル電流がより多く流れるようになる。

　金属薄膜（常磁性体）によるトンネル効果は、電子のスピンとは関係なく生じる。磁気や磁性などは、基本的に考慮する必要のない現象である。

2枚の金属薄膜と極めて薄い絶縁膜によるトンネル接合素子（トンネル効果） （クリックで拡大） 出典：CNRS