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【物理】あらゆる物質で利用可能な新たなスピン流注入手法を発見 東北大とJAEA

1 :24-98@一般人φ ★:2011/07/08(金) 22:56:26.49 ID:???
東北大学金属材料研究所の安藤和也助教、齊藤英治教授、日本原子力研究開発機構(JAEA)先端基礎研究センター
の前川禎通センター長らの研究グループは、あらゆる物質へ応用可能な新たなスピン流注入手法を発見した
ことを明らかにした。 同成果は、JAEAの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、英国科学誌「Nature Materials」のオンライン版に掲載された。

近年、エレクトロニクスに加え、電子の磁気的性質(スピン)を活用したデバイスの実現に向けた研究が各所にて
進められている。しかし、磁気的性質の流れ「スピン流」を作り出すことは容易ではなく、特に電気抵抗率の
高い物質に関しては、インピーダンスミスマッチと呼ばれる物理的制限によりスピン流を注入することが
原理的に不可能であった。この制限を回避する唯一の方法は高品質な絶縁膜をスピン流注入源との界面に成長
させることだが、このような良質な絶縁膜を作成するためには多大な労力と時間が必要であり、スピントロニ
クス材料の開拓、スピントロニクスデバイスの設計のために、あらゆる物質へ応用可能な汎用的かつ高効率な
スピン流注入手法の実現が求められていた。

今回、研究グループが発見したスピン流注入手法はこれらの物理的制限を一切受けない汎用的なもので、かつ
このスピン流注入は電界により制御可能であることが明らかとなった。この発見により従来の1000倍以上の
スピン流を作り出すことが可能となり、スピントロニクスデバイス設計の自由度が向上したという。

▽図1 従来のスピン流注入方法(左)と今回の研究により発見されたスピン流注入方法(右)
http://j.mycom.jp/news/2011/06/29/010/images/011l.jpg

本文>>2以降に続く

▽記事引用元 マイコミジャーナル(2011/06/29)
http://journal.mycom.co.jp/news/2011/06/29/010/index.html

▽東北大学プレスリリース
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2011/06/press20110627-01.html
依頼がありました
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1308061081/98


▽Nature Materials
「Electrically tunable spin injector free from the impedance mismatch problem」
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3052.html

2 :一般人φ ★:2011/07/08(金) 22:56:51.72 ID:???
>>1続き

具体的に今回の研究では、磁性金属(Ni81Fe19)と半導体(GaAs)から成る素子を作製し、半導体層における
磁気・電気変換現象(逆スピンホール効果)を用いることで、磁性金属中の磁気のダイナミクスを利用した半導体
へのスピン流注入の検出に成功した。

▽図2 スピン流の注入と検出。磁性金属(Ni81Fe19)と半導体(GaAs)から成る素子において、
Ni81Fe19中の磁気のダイナミクスを励起するとGaAs層にスピンが注入され電圧が発生する
http://j.mycom.jp/news/2011/06/29/010/images/012l.jpg

従来のスピン流注入は、電子のスピンの向きに偏りがある磁性金属を注入したい物質に接合し、この間に電圧
をかけ磁性金属中のスピン偏極した電子を移動させることで実現していたが、この場合、磁性金属(電気抵抗率:小)
と注入したい物質(例えば半導体)(電気抵抗率:大)の電気抵抗率が大きく異なることに由来するインピーダンス
ミスマッチという強い物理的制限のため、原理的にほとんどの電子スピンは界面で失われてしまい、高い効率
でスピンを注入することは困難であった。

今回の方法は、電圧の代わりに磁性金属中の磁気のダイナミクスを利用することで、電子のスピンだけを直接
駆動する「スピン圧」をスピン流を注入したい物質に直接与えてスピン流を作り出すものであり、こうした物
理的制限を一切受けずに済むため、従来の方法と比較して桁違いのスピン流を作り出すことが容易に可能となるとする。

なお、研究グループでは、あらゆる物質へ応用可能なスピン流源が確立されれば、スピントロニクス材料の開拓、
スピントロニクスデバイスの設計の自由度が劇的に広がることとなり、今回の研究により開拓されたスピン流
注入手法は、スピン流注入の物理的制限を根本的に回避するものであり、これまでごく限られていたスピン流
注入材料を半導体・有機物・高温超伝導といったあらゆる物質へと拡張することが可能で、これにより将来的
に超低電力電子技術が実現されれば、次世代の省エネルギー社会の実現が期待できるようになるとしている。

以上本文引用ここまで


3 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:00:47.16 ID:M+lKspe2
スマン、物理学科卒なのに全然分かりませんw

4 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:01:12.03 ID:wjZrKkTT
今の日本でそんな魔法を使える人はいません。

5 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:01:42.19 ID:+ae/bUR6
超電磁スピンの技が完成しそうな事はわかった

6 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:07:33.10 ID:5iKPTtV9
一体何が始まるんだ・・・

7 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:08:09.77 ID:ZR3DXKrh
ヨーヨーに新しい技術が!

8 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:15:54.46 ID:mAdf3LkU
美味いよね

9 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:21:49.49 ID:ZXhVvuFA
これはすごい
















のか?

10 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:26:29.66 ID:WQ0XD7Vh
それで何ができるのよ 教えろ

11 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:32:13.49 ID:bEQltIdE
っていうか電子スピンってなんですか?

12 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:35:45.01 ID:67zyRfos
一番分かっていない人こそ、専門用語連打することで分かったつもりになる。
これ素人が熱弁するときの一般論だから覚えておくように。

使い始めた用語とか使ってみたくて仕方が無いってやつな。

13 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:37:48.60 ID:imzrKeOa
容量無限のHDDとかと同じ技術?
てかスピン流とか注入とかはじめて聞いた

14 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:40:18.25 ID:f2cLrWwL
ノーベル賞級です

15 :名無しのひみつ:2011/07/08(金) 23:56:14.90 ID:/eo+f1av
スピントロニクスは最先端だから一般人が知らないのも無理はない
といっても俺も専門じゃないから説明はできないけど

16 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 00:02:02.64 ID:UVT1y2EV
またスピントロニクス詐欺師か

17 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 00:18:34.31 ID:fN2/Slnl
専門家以外はそれが具体的などんな製品や部品に役立つか書かないと、さっぱりわからない。
ネイチャーから引用してくるなら、最低でも説明できる程度の理解はするべき。これじゃ子供の
使いだよ!

18 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 00:29:08.70 ID:k6NFA9/M
来年の予算が降りやすくなるという効果が見込まれます

19 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 00:35:35.56 ID:hEPivhmx
ドドスコスコスコ☆スピン流注入

20 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 00:37:06.97 ID:kvUorZAn
スピンで01を表現するのか。
読み取るのが難しそうだな。

21 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 01:41:19.68 ID:IUf2uW8G
また東北大か!

22 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 02:21:26.45 ID:hTJ1UaGU
>>21
東北大の材料系って、なんか悪魔に贄でも捧げてるかのように成果出すよね

23 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 02:24:07.26 ID:t1Laqzx9
東北大学金属材料研究所ww

24 :ココ電球 _/::o-ν ◆tIS/.aX84. :2011/07/09(土) 02:26:20.68 ID:IIKYNvBr
いまさらビデオテープの研究されてもね

25 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 02:38:01.78 ID:bC48cui6



26 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 02:39:15.04 ID:jEIKAMcB
容量無限ハードディスクに使われる素材の幅が広がる感じ?

27 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 02:44:01.71 ID:hTJ1UaGU
>>26
スピントロニクスwww
から、ひょっとして笑ってられないんじゃないかって、それ以外の競合分野の人たちが心配しだす感じ

28 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 02:48:44.91 ID:PSRsIgUC
螺旋力?

29 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 02:52:29.56 ID:gfPfnSN/
スピン離岸流発生器ですね。

30 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 03:18:32.34 ID:5wwUgEdi
僕の肛門にもスピン流が注入されそうです。

31 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 03:29:23.05 ID:BHApkPJ9
Spinは箱入りのスナック菓子

32 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 03:38:08.53 ID:HRjhSHV0
具体的に現在の何がどうなるの?

33 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 03:38:27.54 ID:DM9MHYmW
英治君ならやると思ってました

34 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 09:22:31.05 ID:ypSjjTcV
動画で説明してくれ

35 :ココ電球 _/::o-ν ◆tIS/.aX84. :2011/07/09(土) 13:47:28.67 ID:IIKYNvBr
スピンとは磁気のこと。
磁気記憶装置をかっこよく言うとスピントロニクスデバイスとなる。
そんだけ

36 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 14:39:35.79 ID:3+Nuzh/9
要はアレだろ?
俺ら人間は例えばハードディスクなんかでも、ちっこい磁石を電磁石でこう向きを変えたりして記憶装置に使ってたりしてたけど、
物理法則の細かいところが分かってきてみるとそいつはすごい大雑把で力づくなやり方だってことが分かってきて、
ハンマーでぶっ叩いてるようなもんだったところを針でちょんとつつくだけで同じことができるようになったとかそういうことだろ?
知らんけど

37 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 15:33:50.92 ID:O9ES2cw3
つ、ついにできたか!!
この日が来るのを待っていた!!


さぁ説明してもらおうか。なんの話なのか一行で頼むm(._.)m

38 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 15:42:05.81 ID:CYXcZns+
記憶媒体とかに応用できるのかな?

39 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 16:02:50.10 ID:428Yly7u
薄膜の磁性体を磁場で揺らして、膜に垂直方向に磁気の波がおこる。
そんで、下にある物質に波をぶち込む。
一方方向性のスピンが多くなるから、電子の分布に偏りができて電圧が発生する

こんな感じでいいのか

40 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 16:39:50.02 ID:PMkXX8gp
MRAMやスピンFETが実現可能になるということなの?

41 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 16:57:00.52 ID:NwXfmVIS
>>40
課題はまだまだいっぱいあるけど、上手いこと発展していけばその壁が一つ消えるかも、って記事

42 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 17:34:34.96 ID:BIiyzBM4
MRAMの実用化がはやまったら嬉しい事この上ない

43 :名無しのひみつ:2011/07/09(土) 22:21:06.26 ID:0N+04tlq
ただの電磁誘導とどこが違うんだろうか

44 :名無しのひみつ:2011/07/10(日) 05:01:21.28 ID:Izl9bjjq
>>1を読んで混乱して、とりあえずすごいって言っておこうと思ったら>>43でまた混乱した

45 :名無しのひみつ:2011/07/10(日) 08:22:38.27 ID:kR2ybwoH
>>44
正直、俺はこの分野の研究をやってるんだけど
導体の上で磁石を高周波で揺らせば、電磁誘導で電気信号がでる。
半導体ならホール効果でも信号が出る
それを無理やりスピン流として評価してしまうと1000倍とか意味不明の数値になるんだろうけど
実際起きていることはただの電磁気学だろうと思ってしまう

46 :名無しのひみつ:2011/07/10(日) 09:52:31.08 ID:v3uHmeIm
スピン流って、スピンした電子が流れていくって話?


47 :名無しのひみつ:2011/07/10(日) 11:03:04.58 ID:Rkg+mZl2
さてはあとから、スピンという言葉が何回でてきたでしょ〜かっ!という問題だな
あやうく引っかかるとこだったぜ

48 :名無しのひみつ:2011/07/10(日) 11:34:43.81 ID:d/jOxSDx
こういうのって数式じゃなくて直感だよな

49 :名無しのひみつ:2011/07/10(日) 18:54:36.06 ID:neFr9Dx8
超電磁スピン!!

50 :名無しのひみつ:2011/07/10(日) 19:11:26.20 ID:XPsW1nAg
何か知らんが、新たな大容量コンデンサーを作る事が出来るようになったらしいが
優秀な絶縁膜と言うとこは、同じ理由なの?

51 :名無しのひみつ:2011/07/10(日) 20:40:33.81 ID:TUE02oBQ
黄金長方形を探せ

52 :名無しのひみつ:2011/07/10(日) 22:59:56.09 ID:ujNDwVIf
印加磁界を
ノシ
ってくるくる回すことか?

53 :名無しのひみつ:2011/07/11(月) 15:19:11.83 ID:r2o6aLYZ
>>16
具体的にどの話のことを16は詐欺と思ったんだ?

54 :にょろ〜ん♂:2011/07/11(月) 15:30:57.16 ID:ps5Qs5xM
んじゃ、俺の中にスピン式計算回路をつくってくり
馬鹿すぎて使い物にならん

55 :名無しのひみつ:2011/07/11(月) 15:50:38.48 ID:LDSFcF92
何に利用可能なんだ?

56 :名無しのひみつ:2011/07/11(月) 22:06:44.01 ID:zPYl0iID
いっとくけど、電子は自転なんかしてないからな
素粒子には構造がないんだから、回転が観測できるわけないんだよ

57 :名無しのひみつ:2011/07/12(火) 00:46:35.55 ID:3ivMGyrZ
学部前半程度の当たり前なことをドヤ顔で…

58 :名無しのひみつ:2011/07/12(火) 19:33:17.97 ID:JkVZueRF
要約だけだとあんまり面白くないから、
数値拾ってもらえるとうれしい。
グラフも見える限界を超えてる。

Electrically tunable spin injector free from the impedance mismatch problem
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3052.html

マイクロウェーブの周波数領域とかキャリア密度とか分かると楽しい。

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