2021年 | プレスリリース?研究成果
电気で操る磁石の研究で新発见～电子スピンで「沉黙の磁石」に骋贬锄のモーター回転～
【本学研究者情报】
〇本学代表者所属?職?氏名：電気通信研究所 附属ナノ?スピン実験施設?教授?深見 俊輔
【発表のポイント】
- 四半世纪にわたる磁石の电気的制御の研究に新たな可能性をもたらす新现象を発见
- 电子スピンで「沉黙の磁石」反强磁性体内に恒常回転を诱起し、磁気构造を高効率に操作
- 従来にない発振器や乱数生成器などの新机能スピントロニクス素子の実现が期待
【概要】
电子の持つ电気的性质と磁気的性质（スピン）を同时に利用するスピントロニクスにより、磁石を电気的に操ることができます。これは四半世纪にわたるこの分野の中心的な课题であり、様々な现象が発见され、応用展开が拓かれてきました。
东北大学材料科学高等研究所の竹内祐太朗特任助教、学际科学フロンティア研究所の山根结太助教、电気通信研究所の深见俊辅教授、大野英男教授（现东北大学総长）、日本原子力研究开発机构の家田淳一研究主干らは、强い磁気を内部に秘する「沉黙の磁石」反强磁性体に电子スピンを作用させたときに生じる现象を调べ、内部のカイラルスピン构造（注１）が无磁场中で恒常的に回転する新现象を発见しました。また、この回転の周波数は骋贬锄程度であり、モーターと同様に入力する电流の大きさに応じて変化することを明らかにしました。これは磁石の电気的制御の四半世纪の研究史で见出されたいずれの现象とも一线を画すものであり、またそれらと比べて极めて小さな电流で诱起できることから、従来技术では実现できない発振器や乱数生成器などの新机能?高効率スピントロニクス素子の実现へと繋がるものと期待されます。
本研究成果は2021年5月13日付（英国時間）で英国の科学誌「Nature Materials」でオンライン公開されました。
図１) 本研究で発見されたノンコリニア反強磁性体のカイラルスピン構造の恒常回転運動と従来研究で見出された現象の比較。縦軸は磁気構造を電気的に制御する場合と磁場で制御する場合に必要な電流密度（JC）と磁场（HC）の比（m0は真空の透磁率）。横轴は磁性体の膜厚。右上に行くほどより体积が大きく、磁场で反転させにくい磁性体を电流で効率的に反転させられることを意味する。本研究で扱ったノンコリニア反强磁性体に加え、従来の研究で扱われてきたコリニア强磁性体、コリニア反强磁性体（図ではフェリ磁性体の结果が示されている）が比较されている。
【用语解説】
注１）カイラルスピン构造
各サイトでの磁気モーメントの方向を一定角度ずつずらした磁気构造。
问い合わせ先
●研究に関すること
东北大学电気通信研究所
教授 深见俊辅
电话 022-217-5555
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●报道に関すること
东北大学材料科学高等研究所 広报戦略室
电话 022-217-6146
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