【用語解説】

注１）スピン流
スピンは電子が有する自転のような性質である。電子スピンは磁石の磁場の発生源でもあり、スピンの状態には上向きと下向きという２つの状態がある。電流が流れることなく、スピンだけが流れているのがスピン流であり、上向き状態のスピンを持った電子と下向き状態のスピンを持った電子がそれぞれ逆方向に流れることによる。
注２）スピントロニクス
電子の磁気的性質であるスピンを利用して動作する電子デバイスを研究開発する分野である。電子スピンは応答が早く、熱エネルギーの発生も非常に少ないため、これを利用したスピントロニクス素子は、超高速、超低消費電力の次世代電子素子の最有力候補とされている。
注３）ジュール熱
金属や半導体に電流を流すと、電気抵抗により熱が発生する。このジュール熱の存在により、金属や半導体ではエネルギーの損失なしに電流を流すことはできない。
注４）インピーダンスミスマッチ
スピン流を注入する物質とスピン流注入源のそれぞれの電気抵抗率が同程度であるときスピン流の注入効率が最大となり、電気抵抗率が大きく異なると注入効率は著しく小さくなる。一般的にはスピン注入源として電気抵抗率の小さな金属が用いられるため、電気抵抗率が大きな半導体や有機物といった物質にスピンを注入することは困難であり、この問題をインピーダンスミスマッチと呼ぶ。
注５）GaAs
半導体材料の一種でＳｉよりも電子移動度（電子の動きやすさ）が高いため、これを利用した半導体素子は高速・低消費電力で動作する。現在は携帯電話などに利用される小型の高周波素子や半導体レーザーの材料として用いられている。
注６）逆スピンホール効果
スピン流と垂直な方向に電圧が発生する現象。スピンが物質中を流れると、流れを横向きに曲げる力が働く「スピン軌道相互作用」という現象が以前から知られている。このとき、上向き状態のスピンと下向き状態のスピンでは逆向きの力を受ける。スピン流では上向き状態のスピンと下向き状態のスピンが逆向きに流れているため、両者とも同じ方向に曲げられる結果となり、スピン流の流れと垂直な方向に電圧が発生することになる。スピン情報と電気情報をつなぐ現象として、スピントロニクスにおいて重要である。

【論文名・著者名】

“Electrically tunable spin injector free from the impedance mismatch problem”
（電気的に制御可能なインピーダンスミスマッチフリースピン流注入源）

K. Ando, S. Takahash, J. Ieda, H. Kurebayashi, T. Trypiniotis, C. H. W. Barnes, S. Maekawa, and E. Saitoh

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