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単结晶プラチナ薄膜のスピン伝导机构解明~省电力电界駆动スピントロニクスの展开への期待~

 国立大学法人东北大学大学院工学研究科 柳 淀春 博士後期課程学生、好田 誠 准教授、新田 淳作 教授らの研究グループは、スピン軌道相互作用の強い金属プラチナ(Pt)の単結晶薄膜を作製し、量子干渉効果の膜厚依存性を詳細に解析することによりスピン伝導機構の解明に成功しました。

 従来、金属薄膜中で电子スピンは不纯物等による散乱によりスピン反転が生じるスピン缓和伝导机构が支配していると考えられてきました。今回东北大学の研究グループは、単结晶のプラチナ薄膜では、スピン缓和时间と电子の散乱时间が逆比例の関係にあることを発见し、电子スピンは歳差运动をしながら伝导している事を明らかにしました。この结果は、単结晶プラチナ薄膜では界面电界に起因したスピン轨道相互作用による有効磁场が电子スピンに働いていることを示しており、电界によるスピン歳差运动の制御が可能になる事が期待されます。また、スピン流によるトルクを用いた磁性体の磁化反転技术、スピンゼーベック効果等スピントロニクスに新たな知见と设计指针を提供するものと期待されます。

 この成果は、2016年6月22日に米国科学誌「Physical Review Letters」でオンライン公開されました。なお、本研究は、独立行政法人 日本学術振興会 科学研究費助成事業の助成を受けて行われました。

エリオット?ヤフェット机构によるスピン缓和とデャコノフ?ペレル机构によるスピン缓和を表す模式図

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问い合わせ先

东北大学大学院工学研究科
教授 新田 淳作
TEL : 022‐795‐7315
Email : nitta*material.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

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