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整理番号 5321   (公開日 2010年10月05日) (カテゴリ 素材情報・通信エレクトロニクス
磁性金属ナノ微細構造を用いた純スピン流回路要素技術の開発
 −新規なスピントロニクス素子を目指して−
●内容 当研究室では、半導体微細加工技術を磁性金属や非磁性金属に応用してシリコン基板上に磁性・非磁性複合ナノ構造を作製し、左図に示すような純スピン流の回路要素技術の検証実験を進めている。ここで着目する純スピン流とは、電荷の流れを伴わないスピン角運動量のみの流れである。そのため従来よりもエネルギー効率の高い新規なスピントロニクス素子の開発に繋がることが期待されている。これまでに強磁性体細線から銅や銀などの非磁性細線からなるナノスケールの素子構造を作製し、スピン注入あるいはスピンホール効果を利用して効率良くスピンを注入し純スピン流を発生させる手法を確立してきた。一例として右図に示すように、純粋なスピンの流れを用いて磁気ナノピラーの磁化方向を電気的にコントロールすることが可能となった。この手法を更に改善することにより、マイクロ波発振器、磁気センサーや磁気メモリー、磁気演算素子などへの応用が期待されている。
以上のような純スピン流要素技術を結び付けた新規スピントロニクス素子の開発研究、ナノ微細構造作製や高感度磁気伝導測定に興味のある企業との連携を希望する。
●研究者
教授 大谷 義近
物性研究所 ナノスケール物性研究部門
●画像


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純スピン流回路要素技術の模式図。
左からスピン注入による純スピン流の生成 (input)、混合 (mixing)、分岐 (fan out)、増幅 (amplification)、スピンホール効果による検出 (output)。
(C) 大谷義近

純スピン流注入による磁化反転素子。
図左)作製した素子の走査顕微鏡像。強磁性Fe-Ni合金と金からなるナノピラーが銅ナノ細線で橋渡しされている。図右)スピン注入により誘起された磁化反転に伴うスピン蓄積信号の変化。
(C) 大谷義近
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上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
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