【手続補正書】
【提出日】平成31年3月4日(2019.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面直方向に磁化され且つ反強磁性交換結合した第１磁性層および第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた非磁性層とを備え、
前記第１磁性層および前記第２磁性層は、一軸異方性を有する強磁性体の薄膜であって、その磁化容易軸が薄膜面に対して垂直な方向を向いた垂直磁化膜であり、
前記第１磁性層および前記第２磁性層には、前記第１磁性層側から見て互いに回転方向が逆である一対の渦状磁気構造が形成され、各磁性層における磁化方向も面直方向で互いに上下逆であり、
各渦状磁気構造の中心部と該渦状磁気構造の外部とで、磁気モーメントの向きが反平行である、積層磁性薄膜。
【請求項２】
面直方向に磁化され且つ反強磁性交換結合した第１磁性層および第２磁性層と、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた非磁性層とを備え、前記第１磁性層および前記第２磁性層は、一軸異方性を有する強磁性体の薄膜であって、その磁化容易軸が薄膜面に対して垂直な方向を向いた垂直磁化膜である、積層体を準備するステップと、
前記第１磁性層の一部にレーザ光を照射して局所的な加熱を行うステップと、
前記第１磁性層の磁化方向と逆向きに外部磁場を印加し、前記第１磁性層の一部で磁気モーメントを反転させるステップとを含む、積層磁性薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記加熱するステップでは、前記第１磁性層の一部の温度をキュリー温度より高い温度まで上昇させ、
前記外部磁場を印加するステップでは、前記第１磁性層の一部で磁気モーメントが反転し、前記第１磁性層のその他の部分で磁気モーメントが反転しない大きさの外部磁場を印加する、
請求項２に記載の積層磁性薄膜の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の積層磁性薄膜と、
前記積層磁性薄膜にデータを書き込むための書込部と、
前記積層磁性薄膜に書き込まれたデータを読み出すための読出部とを備え、
前記積層磁性薄膜は、面直方向に磁化され且つ反強磁性交換結合した第１磁性層および第２磁性層を有し、
前記書込部は、前記第１磁性層および前記第２磁性層に、前記第１磁性層側から見て互いに回転方向が逆である一対の渦状磁気構造を形成するように構成され、
前記読出部は、前記積層磁性薄膜に前記一対の渦状磁気構造が各磁性層における磁化方向も面直方向で互いに上下逆に存在するか否かを、１ビットのデータとして読み出すように構成され、
各渦状磁気構造の中心部と該渦状磁気構造の外部とで、磁気モーメントの向きが反平行である、磁気メモリ装置。
【請求項５】
前記読出部は、磁気抵抗効果素子を有し、
前記磁気抵抗効果素子は、その一部に前記第１磁性層または前記第２磁性層を含む、
請求項４に記載の磁気メモリ装置。
【請求項６】
前記読出部が設けられたデータ転送線と、前記書込部が設けられたデータ書込線とを有し、
前記データ書込線は、前記データ転送線に対して交差して設けられている、
請求項４または５に記載の磁気メモリ装置。
【請求項７】
前記一対の渦状磁気構造を電流駆動し、前記データ転送線の上を移動させる駆動部をさらに備えた、
請求項６に記載の磁気メモリ装置。
【請求項８】
前記データ転送線は、第１端および第２端を有する開ループ形状を有し、
前記駆動部は、前記第１端と前記第２端とを接続するように設けられた絶縁層と、前記第１端および前記第２端にそれぞれ接し且つ前記絶縁層に隣接して設けられた第１駆動電極および第２駆動電極と、前記第１駆動電極と前記第２駆動電極との間に電圧を印加する電源とを有する、
請求項７に記載の磁気メモリ装置。
【請求項９】
前記駆動部は、約１０６Ａ／ｍ２以上約１０１０Ａ／ｍ２以下の電流密度で、前記一対の渦状磁気構造を電流駆動する、
請求項７または８に記載の磁気メモリ装置。
【請求項１０】
前記読出部は、前記データ転送線と前記データ書込線との交差領域に設けられている、
請求項７から９のいずれか１項に記載の磁気メモリ装置。
【請求項１１】
前記書込部は、前記積層磁性薄膜の前記第１磁性層を局所的に加熱する加熱部と、前記積層磁性薄膜に外部磁場を印加する磁場発生部とを有する、
請求項４から１０のいずれか１項に記載の磁気メモリ装置。
【請求項１２】
前記加熱部は、レーザ光源である、請求項１１に記載の磁気メモリ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】積層磁性薄膜、積層磁性薄膜の製造方法、および磁気メモリ装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、新規な磁気構造が形成された積層磁性薄膜、積層磁性薄膜の製造方法、および積層磁性薄膜を備えた磁気メモリ装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、電流駆動により、従来の磁気構造よりも安定して高速で移動する磁気構造が形成された積層磁性薄膜を提供することを第１の課題とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第１の態様では、
面直方向に磁化され且つ反強磁性交換結合した第１磁性層および第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた非磁性層とを備え、
前記第１磁性層および前記第２磁性層は、一軸異方性を有する強磁性体の薄膜であって、その磁化容易軸が薄膜面に対して垂直な方向を向いた垂直磁化膜であり、
前記第１磁性層および前記第２磁性層には、前記第１磁性層側から見て互いに回転方向が逆である一対の渦状磁気構造が形成され、各磁性層における磁化方向も面直方向で互いに上下逆であり、
各渦状磁気構造の中心部と該渦状磁気構造の外部とで、磁気モーメントの向きが反平行である、積層磁性薄膜が提供される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第２の態様では、
面直方向に磁化され且つ反強磁性交換結合した第１磁性層および第２磁性層と、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた非磁性層とを備え、前記第１磁性層および前記第２磁性層は、一軸異方性を有する強磁性体の薄膜であって、その磁化容易軸が薄膜面に対して垂直な方向を向いた垂直磁化膜である、積層体を準備するステップと、
前記第１磁性層の一部にレーザ光を照射して局所的な加熱を行うステップと、
前記第１磁性層の磁化方向と逆向きに外部磁場を印加し、前記第１磁性層の一部で磁気モーメントを反転させるステップとを含む、積層磁性薄膜の製造方法が提供される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第３の態様では、
上記の積層磁性薄膜と、
前記積層磁性薄膜にデータを書き込むための書込部と、
前記積層磁性薄膜に書き込まれたデータを読み出すための読出部とを備え、
前記積層磁性薄膜は、面直方向に磁化され且つ反強磁性交換結合した第１磁性層および第２磁性層を有し、
前記書込部は、前記第１磁性層および前記第２磁性層に、前記第１磁性層側から見て互いに回転方向が逆である一対の渦状磁気構造を形成するように構成され、
前記読出部は、前記積層磁性薄膜に前記一対の渦状磁気構造が各磁性層における磁化方向も面直方向で互いに上下逆に存在するか否かを、１ビットのデータとして読み出すように構成され、
各渦状磁気構造の中心部と該渦状磁気構造の外部とで、磁気モーメントの向きが反平行である、磁気メモリ装置が提供される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、電流駆動により、従来の磁気構造よりも安定して高速で移動する一対の渦状磁気構造が形成された積層磁性薄膜を得ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、電流駆動により、従来の磁気構造よりも安定して高速で移動する一対の渦状磁気構造が形成された積層磁性薄膜を容易に得ることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の第３の態様によれば、従来の磁気構造よりも安定して高速で移動する一対の渦状磁気構造が積層磁性薄膜に形成されていることにより、従来技術よりも小さい消費電力で安定して動作する不揮発性のメモリ装置を得ることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
［実施形態１］
（磁気素子１の構成）
図１に示すように、磁気素子１は、第１磁性層１０、第２磁性層２０、および、第１磁性層１０と第２磁性層２０との間に設けられた非磁性層３０を備える積層磁性薄膜として構成される。第１磁性層１０と第２磁性層２０は、一軸異方性を有する強磁性体の薄膜であって、その磁化容易軸が膜面に対して垂直な方向を向いた垂直磁化膜である。第１磁性層１０と第２磁性層２０は、好ましくは、同じ厚さを有する。磁気素子１は、例えば絶縁基板の上に設けられている。