AI・データセンターの省電力化に期待、QSTらが光駆動型磁気メモリ実現に向けた新技術を実証

光響製フェムト秒レーザー研究機が研究開発を支援

株式会社光響は、このたび国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構（QST）、兵庫県立大学、高輝度光科学研究センター（JASRI）、東京科学大学およびNTT株式会社による共同研究において、当社が開発したフェムト秒レーザー研究機による研究成果が発表されたことをお知らせいたします。

本研究では、CoFeB系人工フェリ磁性体を用いた光駆動型磁気メモリの実現に向け、レーザー光のみで磁化反転を制御する「全光型スイッチング（All-Optical Switching）」の実証に成功しました。光駆動型磁気メモリは、従来の電流駆動型メモリと比較して高速動作と低消費電力化が期待される次世代情報記録技術として注目されています。

研究成果概要 

近年、AIやデータセンターの急速な普及に伴い、情報処理システムの消費電力増加が大きな課題となっています。その解決策の一つとして、電子スピンを利用した磁気メモリ技術の研究開発が進められています。

光駆動型磁気メモリは、レーザー光によって磁気情報を書き換える新しい情報記録技術です。電流による書き込みに伴う発熱や消費電力の課題を低減できる可能性があり、AIサーバーやデータセンターなどで求められる高効率な情報処理基盤として期待されています。

今回の研究では、CoFeB（コバルト・鉄・ホウ素合金）をベースとした人工フェリ磁性体構造に対し、超短パルスレーザーを照射することで、外部磁場を用いることなく磁化反転を実現しました。さらに、NanoTerasuの放射光を利用した元素選択的な磁気解析により、磁化反転メカニズムの詳細な解明も進められました。

本成果は、光駆動型磁気メモリ実現に向けた重要なステップであり、今後の高速・低消費電力な情報処理技術への応用が期待されています。

光響の貢献 

本研究では、磁化反転を誘起するための超短パルス光源として、株式会社光響が開発した「高強度電磁場発生用フェムト秒レーザー研究機」が活用されました。

本システムは、波長1035 nm、パルス幅300 fs未満、パルスエネルギー10 μJ以上のフェムト秒レーザー光源を搭載しており、超高速光学現象やスピンダイナミクス研究に対応しています。

また、高開口数（N.A.0.4）の対物レンズを用いた集光光学系およびCMOSカメラによる観測系を備え、高強度電磁場を利用した先端研究用途に活用されています。

今回の研究では、本研究機を用いた超短パルスレーザー照射により、CoFeB系人工フェリ磁性体における全光型スイッチングの評価が行われ、光駆動型磁気メモリ実現に向けた研究成果に貢献しました。

関連製品・研究支援体制 

当社では、研究機関や大学、企業の研究開発用途に向けて、フェムト秒レーザーをはじめとする超短パルスレーザーシステムの提案・導入支援を行っております。フェムト秒レーザーは、スピントロニクス研究、量子材料研究、超高速分光計測、半導体評価、精密微細加工など幅広い分野で活用されています。

当社では、研究用途から産業用途まで、各種フェムト秒レーザーおよび超短パルスレーザーシステムの提案・導入支援を行っております。

関連URL 

QST プレスリリース
https://www.qst.go.jp/site/press/20260608.html

株式会社光響 - 超短パルスレーザー
https://www.symphotony.com/products/ultrashort/

お問い合わせ先 

株式会社 光響 レーザープロセシング部
お問い合わせフォーム
https://www.symphotony.com/ultrashort_contact/
Tel : [phone] （平日9時〜18時、土日祝日は除く）
Mail : [e-mail]

      
研究機写真 
高強度電磁場発生用フェムト秒レーザー研究機

主な仕様
・レーザー波長：1035 nm
・パルス幅：300 fs未満
・発生パルスエネルギー：10 μJ以上
・高強度電磁場発生レンズ：倍率×20、N.A.0.4
・高強度電磁場観察センサー：CMOSカメラ