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研究背景

　次世代電子技術の有力候補として、スピントロニクスの研究が盛んに行われています。スピントロニクスとは、電子の持つ電荷とスピンの自由度の両者を積極的に利用することで新しい機能性電子物性を創出するものであり、その中核概念が電子スヒン角運動量の流れ「スピン流」の生成および制御です。これにより、省電力での情報伝送や蓄積が可能になります。

研究目的・内容

１）従来はこのスピン流の制御に、磁気的角運動量および電磁場の角運動量との相互変換を用いてきました。本グループでは新たな相互変換角運動量として力学的角運動量をスピントロニクスに取り込みます。これにより、電子スピンと力学的トルクを相互作用させる「スピンメカトロニクス」の開拓を行います（図１参照）。理論グループが予測した現象について、実験環境の構築が可能なものから順次その実証をめざします。

２）核磁気共鳴（ＮＭＲ）法は、スピントロニクス現象の基礎となるエネルギースピンダイナミクスの測定および制御の有効な候補です。スピントロニクス技術と高度な核磁気共鳴技術を組み合わせることで、ＮＭＲに基づくスピントロニクスを構築することができます。本研究グループでは、ナノ磁気構造ダイナミクスのＮＭＲ検出やＮＭＲによるスピンポンピングをめざします（図２参照）。

将来展望

　「スピンメカトロニクス」や「ＮＭＲスピンポンピング」の確立により、ナノスケールで駆動するスピンモーターや、スピン流を力学的に生成させるスピン流発生器、スピン流ポンプの実現が可能となり、スピントロニクス技術を従来電子技術に取って代わる技術に発展させることができるようになります。