大数据分析是日本社会所追求的未来愿景Society50的重要组成部分，而大数据分析需要IT设备的节能。具有高能效的MRAM作为一种潜在的解决方案备受关注。 MRAM是一种将信息存储为磁性隧道结（MTJ）元件的磁化强度（磁体方向：向上或向下）的存储器，具有不需要备用电源的非易失性、高速运行和高耐用性等特点。通过直接向 MTJ 元件施加电流来写入和读取信息的电流写入型 MRAM（STT-MRAM）已经作为系统 LSI 混合存储器实现了商业化。

同时，自旋轨道扭矩MRAM（SOT-MRAM）作为下一代MRAM的候选技术之一而备受关注。在SOT-MRAM中，电流被施加到与MTJ元件相邻的自旋源层，并且利用从电流到自旋转换产生的自旋电流来控制MTJ元件的磁化来写入信息。与 STT-MRAM 相同，通过向 MTJ 元件施加微电流来读取信息。在这种存储器结构中，写入时电流不会施加到MTJ元件，因此原则上不存在MTJ元件击穿等问题，而这是高速STT-MRAM操作期间的问题。因此，与STT-MRAM相比，SOT-MRAM具有更容易实现高速操作和高可靠性的优点，因此有望作为超高速存储器应用。 SOT-MRAM的研发迄今为止均采用非磁性材料作为自旋源层。在非磁性材料中，产生在薄膜面内方向上自旋极化的自旋流，这使得能够通过面内磁化的MTJ元件进行信息写入。然而，当这种材料集成到具有高存储集成度的垂直磁化MTJ元件时，会出现误写等许多问题。因此，迫切需要实现适合写入垂直磁化MTJ元件的新型电荷自旋转换技术。

AIST 的研究人员专注于将铁磁材料作为新的候选自旋源层材料，以提高 SOT-MRAM 的性能（左图）。他们通过阐明转换机制的起源，显着提高了自旋转换效率。

AIST 的研究人员专注于铁磁材料中的电荷到自旋转换现象，这可能会提高 SOT-MRAM 的性能。然而，铁磁材料中电荷到自旋转换的详细机制尚未阐明。因此，没有有效的指导方针来实现应用所必需的电荷到自旋转换的高效率（自旋转换效率）。这项工作开发了一种磁性多层结构，能够准确检测铁磁材料中的电荷到自旋转换，并成功对其自旋转换效率进行系统检查。结果表明，铁磁材料的界面和内部（块体）存在两种不同的自旋转换机制。他们还通过控制界面处的磁性材料来提高自旋转换效率（右图）。这些成就有助于下一代存储器SOT-MRAM的诞生，它将超快运行与节能相结合，并将在未来的移动终端和数据中心带来节能和更高的性能。