新原理コンピューティング研究センター

図１(左）電圧駆動MRAMの模式図、（右）電圧パルス印加による磁気異方性の増大を用いた高速・低消費電力磁化反転の模式図
（参考文献）R. Matsumoto and H. Imamura, Phys. Rev. Applied 14, 021003 (2020).

図２(左）イオン液体ゲートWSe₂トランジスタの模式図、（右）独自開発したシミュレータで計算した電流・電圧特性のシミュレーション結果
（参考文献）Akiko Ueda et al., NPJ Computational Materials (2020).

【主な論文】
１) Matsumoto, R., Imamura, H. (2020). Low-Power Switching of Magnetization Using Enhanced Magnetic Anisotropy with Application of a Short Voltage Pulse. Physical Review Applied, 14(2), 021003. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.14.021003
２) Ueda, A., Zhang, Y., Sano, N., Imamura, H., Iwasa, Y. (2020). Ambipolar device simulation based on the drift-diffusion model in ion-gated transition metal dichalcogenide transistors. Npj Computational Materials, 6(1), 24. https://doi.org/10.1038/s41524-020-0293-x　
３) Imamura, H., Matsumoto, R. (2019). Impact of Spin-Transfer Torque on the Write-Error Rate of a Voltage-Torque-Based Magnetoresistive Random-Access Memory. Physical Review Applied, 11(6), 064019. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.11.064019
４) Matsumoto, R., Sato, T., Imamura, H. (2019). Voltage-induced switching with long tolerance of voltage-pulse duration in a perpendicularly magnetized free layer. Applied Physics Express, 12(5), 053003. https://doi.org/10.7567/1882-0786/ab1349　
５) Arai, H., Imamura, H. (2018). Spin-wave coupled spin torque oscillators for artificial neural network. Journal of Applied Physics, 124(15), 152131. https://doi.org/10.1063/1.5040020　
６) Matsumoto, R., Nozaki, T., Yuasa, S., Imamura, H. (2018). Voltage-Induced Precessional Switching at Zero-Bias Magnetic Field in a Conically Magnetized Free Layer. Physical Review Applied, 9(1), 014026. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.9.014026
７) Yamaji, T., Imamura, H. (2018). Critical thickness for spin wave-assisted switching of magnetization in a perpendicularly magnetized nanomagnet. Applied Physics Letters, 112(20), 202406. https://doi.org/10.1063/1.5029219　
８) Imamura, H., Nozaki, T., Yuasa, S., Suzuki, Y. (2018). Deterministic Magnetization Switching by Voltage Control of Magnetic Anisotropy and Dzyaloshinskii-Moriya Interaction under an In-Plane Magnetic Field. Physical Review Applied, 10(5), 054039. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.10.054039　
９) Arai, H., Imamura, H. (2018). Neural-Network Computation Using Spin-Wave-Coupled Spin-Torque Oscillators. Physical Review Applied, 10(2), 024040. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.10.024040　
１０) Kitaoka, Y., Imamura, H. Giant enhancement of perpendicular magnetocrystalline anisotropy of α-Fe₂O₃ by Ir doping: A first principles study. Applied Physics Express, 11(11), 113002. https://doi.org/10.7567/APEX.11.113002 (2019).

• NEDO (2020年度 - 2024年度）「電圧駆動不揮発性メモリを用いた超省電力フ゛レインモルフィックシステムの研究開発 」
• 科研費基盤研究（A）（2019年度 - 2022年度）「ビット化けを許容することで飛躍的な省エネ化を実現する計算機メモリシステムの研究」研究代表者：広渕崇宏（産総研）
• 科研費基盤研究（A）（2018年度 - 2021年度）「高異方性垂直磁化膜の創製と磁化反転制御」研究代表者：高橋有紀子（物質・材料研究機構）
• 公益財団法人池谷科学技術振興財団単年度研究助成（2020年度）「次世代超高密度磁気記録の実現を目指したレーザー励起による磁化反転ダイナミクスの解明」研究代表者：山路俊樹（産総研）
• 科研費基盤研究（C）(2020年度 - 2023年度)「超高密度磁気記録の実現を目指したレーザー励起磁化反転ダイナミクスの理論的研究」研究代表者：山路俊樹（産総研）
• 科研費基盤研究（C）（2020年度 - 2022年度）「高エラーな不揮発メモリを用いた低消費電力ニューラルネットワークデバイスの提案」研究代表者：荒井礼子（産総研）
• 科研費基盤研究（C）(2019年度 - 2023年度)「遷移金属ダイカルコゲナイドにおけるスピン・フォノン制御の理論研究」研究代表者：植田暁子（産総研）
• 科研費基盤研究（C）（2019年度 - 2021年度）「スピントロニクス技術を用いた人工ニューロンの理論設計」研究代表者：松本利映（産総研）
• 内閣府 ImPACT (2014年度 - 2019年度) 「無充電で長期間使用できる究極のエコIT機器の実現」 研究代表者：佐橋政司（JST）
• JST さきがけ(2014年度 - 2017年度)「スピンを利用したニューロモルフィックシステムの理論設計」 さきがけ研究者：荒井礼子（産総研）
• JST-ALCA(2011年度 - 2013年度)「新規な電界操作磁気記録原理の検証と低電力大容量記録への挑戦」 研究代表者：佐橋政司（東北大学）
• 科研費基盤S(2011年度 - 2016年度)「高周波スピントロニクスの研究」研究代表者：鈴木義重（大阪大学）