2022年 | プレスリリース?研究成果
ナノ磁石で発現する磁気の渦を光で検出 電気と磁気を結びつける機能を持つ、室温動作ナノデバイスの開発に期待
【本学研究者情报】
〇大学院理学研究科 物理学専攻
准教授 松原正和（まつばらまさかず）
【発表のポイント】
- 数百ナノ（ナノは１０亿分の１）メートルの大きさの微小な磁石（ナノ磁石注１））の中に、电気と磁気を结びつける机能を持つ磁気の涡を実现
- 光の波长が変换される现象を利用して、磁気の涡を非破壊?非接触で直接検出する手法を开拓
- 室温动作する新规ナノデバイスの开発や、物质科学の诸分野にまたがる最先端物质の机能解明に期待
【概要】
近年、电子が持つ小さな磁気の性质（スピン注２））を积极的に利用するスピントロニクス技术が、低消费电力?高密度なデバイス実现の観点から注目を集めています。この磁気が特殊な配列をするとき、物质中で电気と磁気を结びつける机能が発现することが知られていますが、そのような磁気の配列は室温よりもはるかに低い温度でしか起こらないことが多く、また、それを自然物质で実现する确実な方法论が存在しないという问题がありました。
今回、东北大学大学院理学研究科の松原正和准教授らは、ナノテクノロジーを用い作製した数百ナノメートルの大きさのナノ磁石の中に、电気と磁気を结びつける机能を持つ磁気の涡を実现し、光の波长が変换される非线形光学効果注３）を利用して、磁気の涡を非破壊?非接触で直接検出する手法を开拓しました（図１）。この成果は、室温动作する新规ナノデバイスの开発に新たな道を拓くだけでなく、磁気を组み込んだサブ波长人工物质（磁性メタマテリアル注４））を用いた新しい光－电気－磁気融合変换技术の开拓など、物质科学の诸分野にまたがる最先端物质の机能解明や新机能の创出への贡献が期待されます。
本研究成果は、２０２２年４月２０日（米国時間）発行の米国科学雑誌「Applied Physics Letters」に掲載されました。
【用语解説】
注１）ナノ磁石（ナノ磁性体）
数～数百ナノメートルの大きさの磁石（磁性体）をナノ磁石（ナノ磁性体）と呼
ぶ。近年の微细加工技术の进展により、任意の大きさや形状を持つナノ磁石をあ
る程度自由に作製できるようになっている。
注２）（电子）スピン
电子が持つ自転のような性质で、电子スピンは磁気（微小な磁石）を帯びている。
电子スピンは物质の磁性の源である。
注３）非线形光学効果
物质に强い光を照射したときに起きる、光と物质の非线形な（光の电磁场强度に
比例しない）相互作用に由来した光応答のこと。入射光强度の２乗、３乗、???
に比例する光学効果を、それぞれ２次、３次、???の非线形光学効果と呼ぶ。
注４）メタマテリアル
自然界の物质では不可能な光応答を可能とする、光（电磁波）の波长よりも小さ
な构造を持つサブ波长人工物质のこと。メタマテリアルを使うと、例えば、负の
屈折、完全レンズ、クローキング（透明マント）など、これまで不可能だった新
しい技术の开発が期待されている。
问い合わせ先
＜研究に関すること＞
东北大学大学院理学研究科物理学専攻
准教授 松原 正和（まつばら まさかず）
电话：022-795-6421
贰-尘补颈濒：m-matsubara*tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）
＜报道に関すること＞
东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
电话： 022-795-6708
贰-尘补颈濒：sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）