2018年 | プレスリリース?研究成果
核スピン共鸣プローブ顕微镜の开発に成功
【発表のポイント】
- ミクロスコピック（注１）に量子状态を映し出す惭搁滨（核磁気共鸣イメージング）を可能にする「核スピン共鸣プローブ顕微镜」の开発に成功。
- 开発した核スピン共鸣プローブ顕微镜を量子ホール系（注２）に応用することで、スピン状态をミクロスコピックに映し出すことに成功。
- 半导体など量子构造（注３）中にある原子核スピンの共鸣信号をミクロスコピックにとらえる手段がないという従来の课题をクリア。
- 様々な量子构造の惭搁滨诊断を実现することで、様々な量子状态の解明やスピントロニクス（注４）分野の促进に贡献することが期待される。
【概要】
东北大学大学院理学研究科の桥本克之助教、冨松透助教、佐藤健技术职员、平山祥郎教授は、走査プローブ顕微镜に（注５）核スピン共鸣技术を组み合わせた「核スピン共鸣プローブ顕微镜」を开発し、髪の毛の细さの１万分の１の厚み、10分の１以下の幅に存在するスピン状态の惭搁滨（核磁気共鸣イメージング）に成功しました。この研究成果は、量子构造における电子?原子核スピンの分布を明瞭に映し出す新しい技术を提供するもので、様々な量子状态の解明や、スピントロニクスデバイスの惭搁滨诊断への応用が期待されます。
なお、研究成果は英国科学誌「Nature Communications」のオンライン版に2018年6月7日午後6時（日本時間）に掲載されました。
核スピン共鸣プローブ顕微镜（左図）を用いて得られた电子スピン偏极度笔别のカラースケールイメージ（右図３枚）。电子が闭じ込められている白点线に囲まれた领域を流れる电流（図上に示す）によって笔别が変化している。また、カラーパターンが出ている领域は核スピン偏极が生じている领域でもある。
【用语説明】
注１）ミクロスコピック
肉眼では见えないマイクロメートル（1尘尘の千分の１）からナノメートル（1尘尘の百万分の１）の微小なサイズ。また、様々な现象を引き起こす微视的な原因となる要素のサイズを意味する。
注２）量子ホール系（状态）
半导体量子井戸构造に闭じ込められた二次元电子ガスに强磁场を印可した际に生じる量子化状态。この状态では、电子と核のスピン（微小な磁石）が互いの磁気を感じあう特殊な状态が形成され、核スピン共鸣の抵抗検出が可能になる。
注３）量子构造
半導体の場合、10ナノメートル(1ナノメートルは10-9 m、1mmの百万分の１)程度の構造を作り込むと、量子力学的な現象が顕著に表れ、従来のデバイスでは実現できない機能や性能を得ることができる。このように量子的な特性が表に出る構造を量子构造という。
注４）スピントロニクス
固体中の电子の电荷だけではなくスピンも工学的に応用する分野。今までのエレクトロニクスだけでは実现できなかった、スピンに由来する机能や性能を持つデバイスの开発が、现在行われている。
注５）走査プローブ顕微镜
走査プローブを用いた顕微镜の総称。プローブ先端と试料表面の原子间に働く力や流れるトンネル电流を一定にしながら试料表面を走査することにより、试料表面形状を正确に画像化することができる。代表的なものとして、原子间力顕微镜や走査トンネル顕微镜、があり、本研究では前者を指す。
问い合わせ先
＜研究に関すること＞
东北大学大学院理学研究科物理学専攻
助教 橋本 克之（はしもと かつし）
电话：022-795-5708
E-mail：hashi*tohoku.ac.jp （*を@に置き換えてください）
＜报道に関すること＞
东北大学大学院理学研究科
特任助教 高桥 亮（たかはし りょう）
电话：022?795?5572、022-795-6708
E-mail：sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp （*を@に置き換えてください）