日本大学理工学部

Step2

電子の自転運動(スピン)を活用して,夢のデバイスを実現する!

電気工学科

皆さんが普段使用している電気・電子機器の大半は、電子が持つ電荷を利用しています。これはエレクトロニクスと呼ばれ、現代社会では必要不可欠な技術になっています。一方で、エレクトロニクス製品は、消費電力が肥大化しているなどの問題点も指摘されるようになり、新しいデバイス技術の誕生が待ち望まれています。

電子には電荷のほかに、電子自身の自転に対応する自由度「スピン」というものが備わっています。「スピン」はそれ自体、小さな磁石とみなすことができ、最近では、このスピンの性質を積極的に活用したエレクトロニクス、すなわちスピントロニクスが、注目されるようになってきています。本講義では、このスピンを利用したデバイスとしてどのようなものが研究されているのか、またそれに関連して新しく発見されつつある様々な興味深い現象をお話ししたいと思います。

既にスピントロニクス技術が活用されているものの例として、パソコンなどに搭載されているハードディスクがあります。ハードディスクには、様々な情報が磁気的に書き込まれていますが、この情報を読み書きするのには、図に示すような強磁性トンネル接合デバイスというものが使われています。「スピン」は小さな磁石のようなもので、そのスピンの向きが、ディスク上の磁気情報と関連して変化することを敏感に察知するデバイスです。このデバイスの出現のおかげで、ハードディスクの容量は、この20年余りの間に約100万倍になり、また著しく高速になったのです。

講義では、他にも様々な応用についてお話しする予定です。

松田 健一
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強磁性トンネル接合デバイスの動作模式図

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