国立大学法人東北大学金属材料研究所
独立行政法人日本原子力研究開発機構
国立大学法人東北大学金属材料研究所の安藤和也助教、齊藤英治教授、独立行政法人日本原子力研究開発機構先端基礎研究センターの前川禎通センター長らは、あらゆる物質へ応用可能な新たなスピン流注１）注入手法を発見しました。
近年、電子の電気的性質の流れである電流の代わりに、電子の磁気的性質の流れ「スピン流」を利用するスピントロニクス注２）が次世代の省エネルギー電子情報技術として期待されています。量子コンピュータや超低消費電力情報処理デバイスといった、スピンを利用した次世代電子デバイスを実現するためには、あらゆる物質に利用できる汎用的なスピン流の注入方法を確立することが最重要課題です。しかしスピン流を作り出すことは容易ではなく、これまで物理的な制限から非常に限定された物質にしかスピン流を注入をすることはできませんでした。
今回、安藤助教らは磁気のダイナミクスを利用することで、上記制限を一切受けない極めて汎用的なスピン流注入手法を発見しました。さらにこの方法は電界により制御可能であることを明らかにし、これにより従来用いられてきた方法の１０００倍以上のスピン流を作り出すことに成功しました。
本研究成果によって、金属だけでなく半導体・有機物・高温超伝導体といったあらゆる物質への高効率なスピン流注入が容易に可能となり、スピントロニクスデバイス設計の自由度が大きく拡大されることで、環境負荷の極めて小さい次世代省エネルギー電子技術への貢献が期待されます。
本研究は、独立行政法人日本原子力研究開発機構先端基礎研究センター、ケンブリッジ大学キャベンディッシュ研究所と共同で行われたものです。
本研究成果は、英国科学誌「Nature Materials（ネイチャーマテリアルズ）」のオンライン版（6月26日付：日本時間6月27日）に掲載されます。
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