2019年 | プレスリリース?研究成果
水素や炭素などのありふれた原子からなる有机化合物を使った新しいスピン流生成机构を発见
【発表のポイント】
- 省エネルギー电子机器実现のため、発热によるエネルギー损失の少ないスピン流が注目されている
- しかし、従来のスピン流生成机构には、希少な重金属が必要なほか原理的问题点があった
- 研究グループは、水素や炭素などのありふれた原子からなる有机化合物を使った生成机构を発见
【概要】
早稲田大学高等研究所の中 惇（なか まこと）講師は、北海道大学、明治大学、東北大学金属材料研究所、東京大学、理化学研究所と共同で、これまでプラチナ（Pt）などの希少な重金属を用いて生成されてきたスピン流（※１）を、水素や炭素、酸素などのありふれた元素からなる有機化合物を用いて高い効率で生み出す新しい機構を理論的に発見しました。これはスピントロニクス（※２）材料研究の裾野を大きく広げ、電子機器への応用を進める画期的な成果です。
电子は电荷を持つと同时に小さな磁石としての性质（スピン）を持っています。现代社会を支える电子机器のほとんどは、电荷の流れである电流を用いて动作していますが、もしもこれをスピンの流れ（スピン流）に置き换えることができれば、発热によるエネルギー损失のない究极の省エネルギー机器が実现できます。
本研究では、有机化合物の分子の配向パターンに注目し、新しい机构を発见しました。理论计算から、この机构によるスピン流への変换効率は、笔迟を用いた従来の生成机构と匹敌することが明らかになっています。今后、本研究で构筑した理论をさらに多様な物质へと応用することで、高効率なスピン流生成を可能とする物质を理论的に见出し、理论の実証を目指します。
本研究では、有机化合物の分子の配向パターンに注目し、新しい机构を発见しました。理论计算から、この机构によるスピン流への変换効率は、笔迟を用いた従来の生成机构と匹敌することが明らかになっています。今后、本研究で构筑した理论をさらに多様な物质へと応用することで、高効率なスピン流生成を可能とする物质を理论的に见出し、理论の実証を目指します。
本研究成果は、『Nature Communications』に２０１９年９月２０日午前１０時（現地時間）に掲載されました。
【用语解説】
※１ スピン流
电荷の流れを伴わない纯粋なスピンの流れ（「纯スピン流」とも呼ばれる）。上向きスピンと下向きスピンを持つ电子の流れをそれぞれ闯↑、闯↓と定義すると、電流はこれらの和でI = J↑+J↓と表されるのに対して、スピン流は差で滨spin = J↑-J↓となる。闯↑= - J↓の场合、电流はゼロとなってスピン流だけが残るため、スピン流を情报を运ぶ担体として活用できれば、省エネルギーデバイスが実现できる。
※２ スピントロニクス
スピンとエレクトロニクスという二つの単语を合わせた造语で、电子のスピンをトランジスタなどの电子デバイスに応用することを目指す工学と、それを支える基础物理からなる复合分野。1980年代に発见され、2007年のノーベル物理学赏に辉いた巨大磁気抵抗効果（磁场によって生じる物质の电気抵抗の急激な変化）とそのハードディスクへの応用によって大きく発展し、近年ではスピン流を中心とした研究が盛んに行われている。
问い合わせ先
东北大学金属材料研究所情报企画室広报班
罢别濒：022-215-2144
贰-尘补颈濒：辫谤辞-补诲尘*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）