磁気抵抗メモリー

デジタル大辞泉

じきていこう‐メモリー〔ジキテイカウ‐〕【磁気抵抗メモリー】

読み方：じきていこうめもりー

磁気によって情報を記憶する不揮発性メモリーの一つ。磁化の方向によって電気抵抗が変化する磁気抵抗効果を利用する。MRAM（magnetoresistive RAM）。

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磁気抵抗メモリ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/05/13 01:56 UTC 版)

磁気抵抗メモリ（じきていこうメモリ、英: Magnetoresistive Random Access Memory、MRAM、エムラム）は、磁気トンネル接合（Magnetic tunnel junction、MTJ）を構成要素とする不揮発性メモリである。SRAMやDRAMなどの電荷を情報記憶に用いるメモリと異なり、MRAMはMTJの磁化の状態（平行/反平行）によって情報記憶を行うため電源を切ってもデータが保たれる。

MTJの磁化反転方式の違いによりMRAM、Toggle MRAM、STT-MRAM（Spin Transfer Torque MRAM）、SOT-MRAM（Spin Orbit Torque MRAM）などの種類がある。

構造・動作原理

MRAMはMTJ、セルを選択するためのビット線、ワード線、そしてMTJの抵抗変化を読み出すトランジスタからなる。ビット線、ワード線はMTJを挟んで直交に走っており、両者に同時に電流を流すことで合成磁場を誘起し、メモリセルを選択することができる。

磁界書き込み型MRAM

書き込み動作

データの書き込みはMTJの磁化反転により行われる。MTJは絶縁体層を上下の強磁性体層が挟み込む構造からなり、上下の磁化の向きが相対的に"平行"か"反平行"であるかによって抵抗の大きさが異なるトンネル磁気抵抗効果（Tunnel Magneto Resistance effect、TMR）を示す。

上下の強磁性体層の内の一方は保磁力が大きく磁化が一方向に固定されているピン層で、もう一方は保磁力の小さく容易に磁化が反転するフリー層である。

フリー層の磁化反転には、”古典的”には電流によって外部磁場を誘起する方法がある。ビット線とワード線の両方に電流を流すと、合成磁場が誘起されそれによりフリー層の磁化が反転する。

しかしながら微細化を進めて集積密度を高める上では、誘起された磁場が隣のセルに影響を及ぼしてしまうこと、磁化反転に必要な電流密度が増大してしまうことなどから困難が生じている。

そこで、近年ではスピン偏極した電流を注入することにより磁化反転を実現するスピン注入磁化反転方式が主流となっている。

読み出し動作

読み出し時には、上記のようにTMR効果によってMTJの抵抗の大きさが平行、反平行時（ $R_{L},R_{H}$

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