研究テーマRESEARCH

スピンを活用した新しいデバイスの創出

電子のスピン状態を積極的に活用した新しいデバイス体系を構築するスピントロニクスと呼ばれる分野が注目されています。 私たちの研究室では、強磁性体や半導体など様々な物質中で電子のスピン状態を自在に制御し、新しい機能を持つデバイスの創出に取り組んでいます。スピントロニクスデバイスでは、強磁性体の中のスピンの向きが揃っている程、デバイス特性が優れたものとなります。そこで、本研究室では、スピンの向きが100%揃ったハーフメタルと呼ばれる新しい強磁性体を用いたスピントロニクスデバイスの研究を行っています。

最近、ハーフメタル強磁性体の一種であるCo基ホイスラー合金を用いた強磁性トンネル接合デバイスにおいて、非常に高いON/OFF比動作を達成しました。 また、ホイスラー合金から半導体へスピンの揃った電子を高効率に注入することに成功し、スピン状態を利用したトランジスタの実現に大きく前進しました。

これらは、次世代の超大容量・超低消費電力メモリ/論理回路の実現につながる重要な技術であり、将来のグリーンエレクトロニクスの中核技術となります。 さらに、スピン状態を活用した量子情報デバイスの実現に向けて、半導体中の電子スピンと核スピンの性質に関する研究も行っています。

  • ハーフメタル強磁性体
  • Co基ホイスラー合金を用いた強磁性トンネル接合
  • 半導体スピン注入を用いたスピン機能デバイス

キーワード
スピントロニクス、ハーフメタル、Co基ホイスラー合金、強磁性トンネル接合、半導体スピン注入、スピントランジスタ、不揮発性メモリ、核スピン偏極

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