大阪大学産業科学研究所の今井亜希子助教、千葉大地教授（兼 東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター センター長）らの研究グループは、荒木徹平准教授、関谷毅教授、同大学 超高圧電子顕微鏡センターの山﨑順教授らと共同で、フラッシュランプアニール（閃光熱処理）^※3と呼ばれるミリ秒スケールの光パルスを用いた熱処理手法により、磁気メモリや磁気センサに用いられる代表的なスピントロニクスデバイスである磁気トンネル接合（MTJ）を、約1.7秒で実用的な性能に到達させることに成功しました（図1）

図1：フラッシュランプアニールによる磁気トンネル接合の瞬間熱処理のイメージ。
 

フラッシュランプアニールは半導体分野などで知られる技術ですが、本研究ではこれをMTJに適用し、短時間の非平衡加熱によって機能発現を実現しました。MTJの熱処理では、デバイスを構成する多層ナノ薄膜（ナノは1メートルの10億分の1）の結晶化と元素拡散の制御が重要であり、従来は数十分〜数時間におよぶ長時間の加熱によって最適化されてきました。本手法により、デバイス形成に要する処理時間を、最大で数千分の1まで大幅に短縮できることを示しました。

本成果は、スピントロニクスデバイスの製造プロセスの高速化・低消費エネルギー化につながるとともに、次世代メモリや高感度磁気センサ、さらにはフレキシブル基材上に形成するスピン力学センサなどへの応用が期待されます。

本研究成果は、米国科学誌 『npj spintronics』（オンライン）に、5月12日（火）18時（日本時間）掲載されました。