室温で動作する強誘電磁気メモリー効果の発見 ビスマスフェライトにおける新規強誘電分極の磁場制御
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（BiFeO3、Bi：ビスマス、Fe：鉄、O：酸素）という物質が注目されてきました。
© 2015 徳永 将史
ビスマスフェライトでは磁気秩序と電気分極が結合した3つの状態があり、これらの状態が磁場で制御される様子のイメージ図。
東京大学物性研究所の徳永将史 准教授らの研究グループは、産業技術総合研究所、福岡大学、上智大学、青山学院大学と協力して、瞬間的に大きな磁場を発生できるパルスマグネット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。
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論文情報
M. Tokunaga, M. Akaki, T. Ito, S. Miyahara, A. Miyake, H. Kuwahara, and N. Furukawa,
“Magnetic control of transverse electric polarization in BiFeO3”,
Nature Communications 6 (2015) 6878, doi: 10.1038/ncomms6878.
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