マンガン系合金ナノ薄膜からTMR素子を作製：ギガビット級MRAMの開発に道筋（2/2 ページ）

東北大学の鈴木和也氏らは2016年7月、垂直磁化マンガン系合金ナノ薄膜を用いたトンネル磁気抵抗（TMR）素子の開発に成功した。ギガビット級の不揮発性磁気抵抗メモリ（MRAM）の開発につながる成果だとみている。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

「超」ギガビットSST-MRAMに対応できる高い垂直磁気異方性

　今回開発した素子は、上部の磁性体層と下部のマンガンガリウム層の磁化（スピン）の配列に依存したTMR効果を、室温で発現することが分かった。また、マンガンガリウム層の磁化（スピン）を垂直方向から面内方向に傾けるためには４テスラ以上の磁場が必要であり、次世代の「超」ギガビットSST-MRAMに対応できる高い垂直磁気異方性を有していることが分かった。

左は磁場をTMR素子面に垂直に印加した際の電気抵抗の変化。右は磁場をTMR素子の面に平行に印加した際の電気抵抗の変化 （クリックで拡大） 出典：東北大学他

　コバルトガリウムとマンガンガリウムは結晶格子がわずかに異なる材料であるが、マンガンガリウムナノ薄膜の結晶格子がわずかに歪むことで、結晶格子の違いを吸収していることも分かった。計算科学手法から、このように歪んだマンガンガリウム合金ナノ薄膜は巨大なTMR効果を発現することを示唆した。実際の素子においても、マンガンガリウムの結晶性を改善すれば、理論的に予測される巨大なTMR効果を発現する素子の開発に期待できるという。