研究室紹介 / Introduction of Laboratory

スピントロニクス(深見)研究室
ナノスピン材料デバイス研究分野 教授 深見俊輔

私たちの研究室では「スピントロニクス」の研究をしています。スピントロニクスでは、これまで別々に利用されてきた電子の持つ二つの性質電荷(電気的性質)とスピン(磁気的性質)を同時に利用します。これによって発現される新しい物理現象を明らかにし、機能性とエネルギー効率に優れた情報処理通信の実現に貢献することを目指しています。

スピントロニクスに関連する現象の一例として、磁石のN極とS極の方向(極性)を反転させることを考えます。古典的にはこれはより強力な磁石を近づける(大きな磁界をかける)ことで実現できます。ところがナノの世界(髪の毛の太さの1/100以下)になるとスピントロニクスの原理が活用でき、磁石に直接電流を流すことで数100倍以上高いエネルギー効率で極性を反転させられます。この現象を活用すると全く新しい情報デバイスが実現でき、パソコンや携帯電話、自動車の頭脳である集積回路の消費電力を劇的に削減できます。このような情報社会の発展に貢献するのが私たちの研究の一つの目標です。

また既存の回路、システムの高度化に寄与できるだけでなく、スピントロニクスにはまだまだ多くの引き出しが残されているようです。例えば、現在のコンピュータは情報を0か1かのどちらかで決定論的に表すことで成り立っています。一方でスピントロニクスの原理を駆使すると、0と1の間の任意の状態や0と1の間を絶えず揺らいだ状態、更にはスピンの量子力学的な性質を利用すると0と1が重ね合わさった状態も実現できます。最近私たちの研究室は、0と1の間を絶えず揺らぐデバイスを開発し、アメリカの大学との共同研究で現代のコンピュータが苦手とする最適化問題や素因数分解を極めて効率的に扱えることを実証しました。

これからもスピントロニクスの新しい可能性を開拓し、物質科学や情報処理通信の新しい地平を切り開いていきたいと思います。

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研究用の試料を作製するクリーンルーム
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作製した試料の特性を測定するためのセットアップの一例