（独）産業技術総合研究所と（独）科学技術振興機構は6月30日、磁気記録に欠かせない磁化反転のための磁界を80％以上低減できる新技術を開発したと発表した。極めて少ない消費電力で磁気書き込みを可能にするもので、将来の超高密度な磁気記録をはじめ不揮発性固体磁気メモリーなどへの応用が見込めるという。
■高周波電圧で歳差運動誘起
新技術は、金属磁石材料に高周波電圧をかけることで磁化の歳差運動、いわゆる首振り運動を誘起し、この歳差運動を利用して磁化反転に必要な磁界を小さくする仕組み。
こうした磁化反転アシスト技術としては、マイクロ波による高周波磁界をかけて磁化の歳差運動を引き起こす方法が提案されているが、高周波磁界を作り出すには大きな電流を必要とするため、消費電力の増大が課題とされていた。
研究チームはこれまでに大阪大学と協力し、高周波電圧をかけて磁気異方性を振動的に制御し、高周波磁界をかけた場合と同様の歳差運動を誘起する技術を先に開発している。
電圧による歳差運動の誘起は本質的に電流を流す必要がないため、高周波磁界をかける方法に比べ、駆動電力の大幅な低減が期待できる。しかし、これまでの研究では高周波電圧が小さく、磁界反転の挙動に対する影響は不明だった。
そこで今回、これまでよりも強い高周波電圧をかけて大きな歳差運動を引き起こし、反転磁界低減効果を実験的に調べ、その実証に成功した。歳差運動が効率よく生じる1GHz（ギガヘルツ）付近において、高周波電圧をかけない場合に比べて80％以上の磁化反転磁界の低減を認めた。磁気記録の超高密度化への応用が期待できる成果という。
(a)は、今回用いたトンネル磁気抵抗素子の模式図で、高周波電圧をかけると超薄膜金属磁石からなる超薄膜磁化フリー層の磁化（赤矢印）の歳差運動が引き起こされ、磁化の反転に必要な磁界が低減する。(b)は、反転磁界低減効果の例で、約1GHzで最大約80％の反転磁界の低減が確認された（提供：産業技術総合研究所）
