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機能創造理工学科の桑原英樹教授らの研究グループが、未来の磁気メモリー材料開発につながる新たな電気分極成分を発見

理工学部機能創造理工学科の桑原英樹教授らの研究グループが、未来の磁気メモリー材料開発につながる新たな電気分極成分を発見しました。

<発表の概要>
コンピューターメモリーの高密度化は、これまでメモリーをより狭い領域に作り込む微細加工技術の進展に支えられてきましたが、その延長による高密度化はほぼ限界を迎えています。そこで原子レベルでメモリーとして機能する物質を開発することへの期待が高まっています。その有力な候補物質として磁性体であり強誘電体でもあるビスマスフェライト(注1)という物質が注目されてきました。

桑原教授らの研究グループは、瞬間的に大きな磁場を発生できるパルスマグネット(注2)を用いた精密な実験の結果、ビスマスフェライトでこれまで知られていなかった新たな方向の電気分極(注3)を発見し、その電気分極が磁場によって制御できることを示しました。この電気分極は一度磁場を加えると元と異なる状態に変化し、磁場を除いた後でも変化後の状態を保持し続けます。電気分極の向きで情報を記録するメモリーとしての使用を考えると、今回観測された効果は特定の状態を保持するのにエネルギーを必要としない不揮発性メモリー効果であり、その効果は室温でも観測されています。

この成果から期待される、電場による磁気状態の制御を使うと、消費電力が少なく、磁石を近づけても情報が乱されない磁気メモリー材料に応用できると期待できます。

詳細はプレスリリースをご覧ください。プレスリリースは こちら

用語解説

(注1)ビスマスフェライト
フェライトの一種でありBiFeO3(Bi:ビスマス、Fe:鉄、O:酸素)の化学式で表される。代表的な強誘電体であるチタン酸バリウムや超巨大磁気抵抗で知られるマンガン酸化物と同様のペロフスカイト構造を基本とした結晶構造を持つ。鉛の含まれない強誘電体として大きな自発電気分極を持ち、室温で強誘電性と磁性が共存する特徴を持つ。

(注2)パルスマグネット
瞬間的にしか発生できない極限的磁場を発生するために開発された電磁石。本研究で使われたマグネットは8ミリ秒の時間内に最大56テスラまでの磁場を発生することができる。高速な磁場変化を利用して磁場化における磁化や電気分極のわずかな変化も敏感に計測することができる。

(注3)電気分極
物質の中で正電荷と負電荷の分布の偏りによって生じる電気的な分極。

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