"磁壁移動型の磁気記録素子であって、金属層、磁性層、非伝導層の3層膜から構成され、前記磁性層中に電流を流したときに発生する実効磁界及びスピントルクで、前記磁性層中の磁壁の位置を電流で制御することを特徴とする磁壁移動型の磁気記録素子。磁性層の厚みが0.3nm~1.5nmである請求項1に記載の磁壁移動型の磁気記録素子。磁性層がCoxFeyBzで示される合金、金属層がTa、非伝導層がMgOで形成される請求項1から2のいずれかに記載の磁壁移動型の磁気記録素子。CoxFeyBzにおけるx、y、zが、z/xyz<0.3で、かつ、0.5≦y/xの関係を満足する数値である請求項3に記載の磁壁移動型の磁気記録素子。磁壁の移動距離が30nm~3μmである請求項1から4のいずれかに記載の磁壁移動型の磁気記録素子。請求項1から5のいずれかに記載の磁壁移動型の磁気記録素子を用いた磁気記録方法であって、磁性層に電流を流すことにより生じる実効磁場及びスピントルクにより、前記磁性層中の磁壁の位置を制御して情報の書き込みを行うことを特徴とする磁気記録方法。本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、磁壁の移動が可能となる閾値電流密度を、従来技術であるスピントルクを利用して電流で磁壁移動を行った場合と比較して低減する磁壁移動型の磁気記録素子構造及び閾値電流密度を低減化させる磁気記録方法を提供することを目的とする。前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、<1>磁壁移動型の磁気記録素子であって、金属層、磁性層、非伝導層の3層膜から構成され、前記磁性層中に電流を流したときに発生する実効磁界及びスピントルクで、前記磁性層中の磁壁の位置を電流で制御することを特徴とする磁壁移動型の磁気記録素子。<2>磁性層の厚みが0.3nm~1.5nmである前記<1>に記載の磁壁移動型の磁気記録素子。<3>磁性層がCoxFeyBzで示される合金、金属層がTa、非伝導層がMgOで形成される前記<1>から<2>のいずれかに記載の磁壁移動型の磁気記録素子。<4>CoxFeyBzにおけるx、y、zが、z/xyz<0.3で、かつ、0.5≦y/xの関係を満足する数値である前記<3>に記載の磁壁移動型の磁気記録素子。<5>磁壁の移動距離が30nm~3μmである前記<1>から<4>のいずれかに記載の磁壁移動型の磁気記録素子。<6>前記<1>から<5>のいずれかに記載の磁壁移動型の磁気記録素子を用いた磁気記録方法であって、磁性層に電流を流すことにより生じる実効磁場及びスピントルクにより、前記磁性層中の磁壁の位置を制御して情報の書き込みを行うことを特徴とする磁気記録方法。本発明によれば、従来技術における前記諸問題を解決することができ、磁壁の移動が可能となる閾値電流密度を、従来技術であるスピントルクを利用して電流で磁壁移動を行った場合と比較して低減する磁壁移動型の磁気記録素子構造及び閾値電流密度を低減化させる磁気記録方法を提供することができる。磁気記録素子本発明の磁気記録素子は、少なくとも実効磁場発生構造を有し、必要に応じてその他の層を有する。<実効磁場発生構造>前記実効磁場発生構造は、金属層/磁性層/非伝導層の3層膜から構成される。前記磁性層の膜厚が十分に薄く、前記金属層と前記非伝導層の伝導率は1桁以上違う物質が好ましい。前記実効磁場発生構造において、前記磁性層に電流を流したときに、前記磁性層中には実効磁場が発生する。なお、前記実効磁場としては、前述の電流誘起実効磁場と呼ばれる実効磁場が該当する。前記磁性層は磁化方向が膜面に垂直な垂直磁化材料が好ましい。多層膜の構成は、極薄膜厚1.5nm以下の前記磁性層に垂直磁気異方性を誘起できる材料が好ましい。前記非伝導層にはMgOやAl2O3が適している。前記非伝導層にMgOを用いた場合、前記磁性層にはBを含むアモルファス遷移金属合金例えばCoFeBやFeBなどが利用でき、より好ましくはCoFeBである。前記金属層には前記磁性層をアモルファス状に成長できる材料が必要であり、TaやSiO2などが利用できる。前記非伝導層にAl2O3を用いた場合、前記磁性層にはCoやCoFe合金、CoPt合金が利用でき、前記金属層には前記磁性層に垂直磁気異方性を誘起できるPtが好ましい。前記磁性層の膜厚は1.5nm以下、0.3nm以上の範囲が好ましい。0.3nm未満の膜厚では、前記磁性層が磁化を示さない可能性が大きく、1.5nmを超える膜厚では、電流誘起実効磁場が小さくなり、磁化制御に影響を与えられなくなるためである。前記金属層の膜厚は均一な膜を形成するために1nm以上でかつ、前記磁性層への平坦性に悪影響を及ぼさない10nm以下が好ましい。前記非伝導層の膜厚は均一な膜を形成するために1nm以上でかつ、任意的に前記非伝導層上に配される保護層への平坦性に悪影響を及ぼさない100nm以下が好ましい。前記磁性層のCoFeB合金の成分組成は、CoFeB合金の成分組成の原子量比をx:y:zとしたときに、z/xyz<0.3で、かつ、0.5≦y/xの関係を保つことが好ましく、より好ましくはx:y:z=2:2:1である。Bが原子量比30以上では磁性が大きく減少し、FeとCoの比y/xが0.5未満では電流誘起実効磁場が減少する。前記実効磁場発生構造は、半導体やガラス基板に積層するのが好ましく、より好ましくはシリコン基板である。また、前記実効磁場発生構造には、膜の劣化を防ぐ保護層を最後に積層することが好ましく、用いる材料に特に制限はないが、前記磁性層の垂直磁気異方性を妨げない材料が好ましく、例えば、TaやAl2O3が好ましい。前記実効磁場発生構造の層構成としては、例えば、前記基板上に、前記金属層/前記磁性層/前記非伝導層/前記保護層の順で構成されることが好ましいが、前記磁性層に垂直磁気異方性を同様に誘起できる観点から、前記基板上に、前記非伝導層/前記磁性層/前記金属層/前記保護層の順で構成された構造でも同様の効果が得られる。前記実効磁場発生構造を構成する諸層の形成方法としては、特に制限はなく、スパッタ法、蒸着法等の一般的な薄膜成膜方法が挙げられるが、スパッタ法が好ましい。前記実効磁場発生構造としては、特に制限はないが、前記層構成をなした後、熱処理を行うことが好ましい。ただし、前記熱処理を行わないでも、前記磁性層が垂直磁気異方性を示す場合には、前記熱処理を行う必要はない。前記熱処理の温度としては、100°C~500°Cが好ましく、保持時間としては、30分~2時間が好ましい。中でも、300°Cで1時間保持することが特に好ましい。前記磁気記録素子としては、特に制限はないが、細線状に形成される。この細線状の磁気記録素子の形成方法としては、特に制限はなく、一般的に利用されている薄膜微細加工方法を適用することができ、例えば、電子リソグラフィー、フォトリソグラフィー等のパターン作製方法とイオンミリング法、反応性エッチング法等のエッチング法を組み合わせた方法が挙げられる。前記細線の細線幅としては、特に制限はないが、幅方向の磁化構造が均一となるように、20nm~600nmが好ましい。磁気記録方法本発明の磁気記録方法は、本発明の前記実効磁場発生構造を用いた磁気記録方法であって、前記磁性層に電流を流すことにより生じる前記実効磁場及び前記スピントルクにより、前記磁性層中の前記磁壁の位置を制御して情報の書き込みを行う。実施例1図3に示す層構成で実施例1に係る磁気記録素子を製造した。具体的には、スパッタ法を用いてシリコン基板の上に金属層1nmTa/磁性層1nmCo40Fe40B20/非伝導層2nmMgO/保護層5nmTaの多層膜を積層して、前記磁気記録素子を製造した。また、図4に、実施例1に係る磁気記録素子の全体構造の模式図を示した。ここでは、図3に示す層構造で、電子線リソグラフィーとArイオンエッチングの微細加工技術を用いて、実施例1に係る磁気記録素子を十字型の細線状に製造している。細線の各終端付近の名称を図4に示した。細線終端1と終端2を結ぶ細線幅は400nm、細線と直交するホール電圧測定細線終端3と終端4を結ぶ細線の幅は100nmである。細線に電流を印加できるよう終端1に定電流源を接続し、終端2は接地する。細線には最大で直流1mAまで印加でき、それ以上の電流を流すとエレクトロマイグレーションにより細線がダメージを受ける。細線の磁化状態を推測するため、ホール電圧測定を行う。ホール電圧は、終端3と終端4の電位差を測定することで得られる。ホール電圧を、終端1-2間に印加した電流で割った値をホール抵抗とする。ホール抵抗からは細線の領域5にあたる部分の磁化方向が推測できる。作製した細線は、膜面垂直方向に磁場を印加できる電磁石の中に配置する。磁場は-3,000Oe~3,000Oeの範囲で印加した。図5には、膜面垂直方向に磁場を印加したときの、ホール抵抗の変化の様子を示す。ホール抵抗が最大最小のとき、細線の領域5にあたる部分の磁化が下上を向いている。図5の結果から、CoFeB細線の保磁力は160Oeであった。これは細線中の磁壁を、膜面垂直方向の磁場で移動させるのに必要な磁場が160Oeであることを示唆している。図6に、CoFeB細線に電流を流したときの電流誘起実効磁場を測定した結果を示す。電流を500μA印加すると、180Oeの実効磁場が発生していることがわかる。図7には、電流を用いて細線の図4領域5にあたる部分の磁化反転を行った結果を示す。上三角、下三角はそれぞれ各グラフの上端に記載した電流を印加した時、丸は低電流20μA印加した時のホール抵抗を表す。上三角、下三角の違いは電流の向きの違いで、上三角は電流が図4において左から右に、下三角はその逆の時を示す。正と負の電流を印加して、ホール抵抗がそれぞれどのように変化するかを繰り返し調べた結果を示す横軸の試行回数は、正負両方の電流印加を行った場合を1回と数える。電流が590μAで試行回数が3、4回目の時、ホール抵抗が正、負の電流印加後にそれぞれ最大値と最小値を交互に取っている。これは電流印加によって、領域5に相当する部分の磁化が反転していることを表している。電流を740μAまで増加すると、電流によって磁化反転が誘起される回数が増える。図8に、磁化反転の成功確率を電流に対して調べた結果を示す。磁化反転の成功確率は、電流を正負交互に印加して、磁化方向がそれぞれ反転した場合を成功とみなし、前記試行回数を20としたときの確率を計算した。電流値が670μAで磁化反転の成功確率は、5割を超える。電流が670μAのとき、細線を流れる電流密度は4.5×107A/cm2となる。これは、スピントルクのみで磁化反転を行った場合[非特許文献4]6.2×107A/cm2と比較して72の値となっている。即ち、従来技術であるスピントルクを利用して電流で磁壁移動を行った場合と比較して、実施例1に係る磁気記録素子では、閾値電流密度を28低減することができている。実施例1の結果により、スピントルクと電流誘起実効磁場を考慮した強磁性体細線中の磁壁の運動を計算した。磁化ダイナミクスを記述できるLandau-Lifshitz-GilbertLLG方程式非特許文献5にスピントルク項と電流誘起実効磁場項を導入し、細線中の磁壁の運動を計算した。図9には、従来技術であるスピントルクを用いて磁壁を駆動した場合の磁壁の位置と磁壁内の磁化の角度の時間変化を示す。磁壁が動くためには、磁壁内磁化の角度が45°を超えなければならない。スピントルクでは、ある閾値電流密度を越える電流を印加すると、磁壁内磁化が回転し、それに伴って磁壁が移動する。図9では、スピントルク量電流密度に比例する物理量が22m/sを超えたとき、磁壁が移動する。一方、細線に電流を印加し、更に面内に電流誘起実効磁界が発生した場合の磁壁の運動の様子を図10に示した。ここではわずか6m/sのスピントルク量と120Oeの実効磁界印加で、磁壁内角度が45°を超え、磁壁が運動している様子がわかる。このように、実効磁界を利用すれば、磁壁を動かすのに必要な電流密度が、スピントルク単独で駆動した場合と比較して大きく低下することが理論的に予測され、実施例でも実証された。図11には、上記の計算手法を用いて、正負の電流を印加することで磁化反転を誘起できることを示す。まず磁壁が安定状態となる2つのポテンシャルを用意する。ここで2つのポテンシャルとは、実験で用いた細線十字部分の外側に存在していると考えられる磁壁のピニング束縛サイトである。電流を印加すると磁壁がひとつのポテンシャルからもう一方に移動する。また、逆向きの電流を印加すると、磁壁が元のポテンシャルに戻る様子を示した。電流誘起実効磁界を用いた磁壁移動技術の特徴は、磁壁がポテンシャル間を移動する間に、磁壁内の磁化の角度がちょうど180°反転することである。磁壁のピニングポテンシャルは、細線の形状や前記磁性層の磁気特性を局所的に変化させることで生じる。細線中に幅や膜厚が異なる箇所を作製することでピニングポテンシャルを導入することが可能である。また、細線中の結晶磁気異方性や磁化を局所的に変化させることでもピニングポテンシャルを形成することができる。磁壁の移動距離は、前記LLG方程式の解から磁壁幅Δを磁気緩和定数αで割り、πをかけたものπΔ/αと算出される非特許文献6。前記磁性層にCoFeBを用いた場合、磁気緩和定数は0.01以上、0.1以下の範囲にあることが実験から明らかになっている。また、垂直磁化膜の磁壁幅は5nm以上、50nm以下の範囲にあることが予測される。よって、磁壁の移動距離は、150nm以上、15μm以下の範囲になることが考えられる。一方でピニングによって移動距離が減少するので、強いピニングを持った細線では移動距離が5分の1程度になる。よって磁壁の移動距離は、30nm以上、15μm以下の範囲になることが考えられる。従来技術であるスピントルクのみを用いた場合、磁壁の移動距離は電流の印加時間や細線中の磁壁のピニングポテンシャルに依存する。そのため、移動距離の制御が難しい。本発明である電流誘起実効磁場を用いれば、磁壁の移動距離は電流印加時間やピニングポテンシャルに依存することなく、磁性層の物質定数磁壁幅と磁気緩和定数で決定されるため、移動距離の制御が容易である。図12にこの違いを表した計算結果を示す。同じ電流μ=-28m/sを細線に流した場合、電流誘起実効磁場がない場合、磁壁は電流を印加している間、移動し続ける。一方、実効磁場が存在する場合、磁壁の移動は-230nmで止まっている。この点は、磁壁の位置制御が情報の書き込み手段となる磁壁移動メモリなどに応用するに当たって非常に有効である。磁壁の移動距離はスピントルクのみの場合と比較して小さくなることが予測されるが、メモリ素子への応用を考慮した場合、十分に大きな距離を移動しており、さらに移動距離のばらつきを抑制できるため、非常に有効である。"