51探花

【発表のポイント】

• スピン缓和の抑制と効率的なスピン制御を両立する新たな原理を実証
• スピン轨道ロッキングを用いたスピン回転制御
• 础滨?滨辞罢や量子コンピューティングに必要となる高速?低消费电力素子への期待

【概要】

国立大学法人东北大学大学院工学研究科好田诚准教授、冈安孝典氏(博士前期课程修了）、新田淳作教授らの研究グループは、スピン轨道ロッキングと呼ばれる新しい原理を用いて、スピン缓和を抑制しながら高速にスピン回転制御できる手法を确立しました。

半导体において电子スピンを回転制御することは、量子コンピューティングや省电力集积回路を実现する上で基盘技术となります。しかし、电子スピンが磁场の周りを歳差运动しながら回転すると、スピン缓和^（※１）が生じるため、スピン情报が失われてしまう问题を抱えていました。本研究成果は、スピン缓和を抑制しながら効率的にスピン制御を可能にする新たな原理を実証しました。スピン轨道ロッキング^（※２）を用いることで、常に电子スピンが有効磁场^（※３）方向に揃いながらスピン制御できるためスピン緩和が抑制され、量子情報やスピントロニクスなどに大きく貢献することが期待されます。本成果研究成果は、2019年2月13日（英国時間）付けで、英国Nature Publishing Group(NPG)発行の科学雑誌「Scientific Reports」にオンライン速報版に掲載されました。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。

【用语の解説】

※1スピン缓和
电子スピンの向きを一方向に揃えても、ある一定の时间を経るとスピンの向きが変化してしまうこと。スピンは保存量でないために、スピンの向きを揃え保持することが难しくばらばらになってしまう。そのため、スピンを情报担体に用いるときには、このスピン缓和が大きな障害となる。

※2スピン轨道ロッキング
电子の运动方向に対して、それと垂直方向のスピンが常に安定になる状态のこと。电子の运动方向(轨道)が决まれば、安定化するスピンの向きが决まるためスピン轨道ロッキングと呼ばれている。

※3有効磁场
电子スピンが电界中を高速に运动することにより、电界が有効な磁场に変换される相対论的効果。外部磁场や强磁性体を用いることなく、电子スピンに対して有効的に磁场を与えることができる。

図１　作製した滨苍骋补础蝉ナノトランジスタ构造。

図２　ナノトランジスタを流れる电子スピン方向とスピン制御手法。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

东北大学大学院工学研究科
担当　好田诚、新田淳作
電話　022-795-7316, 7315
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