物質・材料研究機構(NIMS)、東京理科大学の研究チームは従来のスピントロニクス素子よりも低電流でスピンの制御が可能な素子を開発しました。記憶媒体の低消費電力、高密度化につながる技術として期待されます。

 コンピュータやスマートフォンをはじめ、現在いたるところで利用されているエレクトロニクスは電子が持つ「電荷」という性質を利用した技術です。これに対して電子が持つもう一つの性質である「スピン」を利用した、スピントロニクスという新たな技術分野が盛んに研究されています。実用化すればエネルギーをほとんど消費しない情報通信や、記憶媒体の高密度化などが可能になると期待されています。一方で物質中の電子が持つスピンを自在に操る技術は発展途上であり、これが可能な素子の開発が急がれています。既に開発されているものは液体を用いるため液漏れの問題があるなど、実用化が難しいのが現状です。

 グループは酸化鉄、ケイ酸リチウム、コバルト酸リチウムという3つの固体状の物質を重ねることでスピンの制御が可能な素子を開発しました。電圧をかけることによってケイ酸リチウム内のリチウムイオンを酸化鉄内部に移動させることができます。これによって酸化鉄中の電子のスピンをコントロールすることが可能です。従来の素子と比べて低消費電力でスピンをコントロール可能な点が優れています。さらに固体のみで構成されているため液漏れの心配はありません。また構造が単純なことから既存の半導体基板の加工技術の応用で高集積化も容易です。

 コンピュータのメモリといった製品として世に出るまでには少し時間がかかりそうですが、大きな前進となります。今後はこの成果を基に、高集積化の技術開発など実用化に向けた実証実験へと進む予定だとしています。

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大学ジャーナルオンライン編集部

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