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磁性体の体積はスピン流で変化する ―スピントロニクスを応用した精密機械の力学制御に道―

【本学研究者情报】

〇工学研究科 教授 小野崇人

〇材料科学高等研究所 教授 齐藤英治

【発表のポイント】

  • 电子の自転运动であるスピン(注1)の流れ(スピン流)を磁性体に注入することで磁性体の体积を変调可能であることを実証した。
  • スピン流由来の体积変化が磁性体中のスピンのゆらぎの変化に起因していることを明らかにした。
  • 电子素子の省电力制御技术として期待されるスピン流が、力学素子制御技术としても応用できる可能性を示した。

    【概要】

    東北大学金属材料研究所の有沢 洋希 大学院生(研究当時:東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻特別研究学生)と、東京大学大学院工学系研究科の齊藤 英治 教授(東北大学材料科学高等研究所主任研究者兼任)らを中心とする研究グループは、東北大学大学院工学研究科の小野 崇人 教授、Hang Shim大学院生(研究当時)らと共同で、スピン流を用いて強磁性体の体積を変調できることを実証しました。

    电子の自転运动であるスピンの流れをスピン流と呼びます。スピン流は电荷の流れである电流と対比され、电流では不可能だった省电力情报処理を実现する可能性があることから、スピントロニクス分野(注2)において次世代の电子素子制御技术として期待されています。本研究では、スピン流により强磁性体中のスピンゆらぎを制御し、强磁性体の体积が変化することを见出しました。これは近年微小化が进む精密机器において课题となる、热による部品変形をスピン流で制御できることを示唆しており、新たな材料开発を推进する可能性があります。

    本研究成果は、2022年5月11日(英国夏時間)に英国科学雑誌「Nature Communications」のオンライン版に掲載されました。

    図1:磁気体积効果とスピン流体积効果の模式図
    a, 磁気体積効果の模式図。温度変化や磁場変化に応じたスピンゆらぎの変化によって強磁性体の体積が変化する。b, スピン流体積効果の模式図。スピン流によるスピンゆらぎの変化によって強磁性体の体積が変化する。

    【用语解説】

    注1)スピン
    电子が持つ自転のような性质。スピンには上向きと下向きという2つの状态がある。电子スピンの向きが全て同じ方向に揃うと、物质は磁石の性质を示す。

    注2)スピントロニクス分野
    电子のスピンを利用して动作する全く新しい电子素子(トランジスタやダイオードなど)を研究开発する分野のこと。

    详细(プレスリリース本文)PDF

    问い合わせ先

    (研究に関すること)
    東北大学 大学院工学研究科 教授 小野 崇人
    罢贰尝:022-795-5806
    贰-尘补颈濒:迟补办补丑颈迟辞.辞苍辞.诲4*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)

    (取材?报道に関すること)
    東北大学 大学院工学研究科 情報広報室
    罢贰尝:022-795-5898
    贰-尘补颈濒:别苍驳-辫谤*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)

    東北大学 材料科学高等研究所 広報戦略室
    罢贰尝:022-217-6146
    贰-尘补颈濒:补颈尘谤-辞耻迟谤别补肠丑*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)

    東北大学 金属材料研究所 情報企画室広報班
    罢贰尝:022-215-2144
    贰-尘补颈濒:辫谤别蝉蝉.颈尘谤*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)

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