情報化社会の発展は電子デバイスの性能向上のためにスピントロニクス分野が注目を浴びています。スピントロニクスは電子の有する電荷だけではなくスピン角運動量を積極的に利用する電子工学分野を言います。当分野は2007年ノーベル物理学賞を受賞した「巨大磁気抵抗」の発見を皮切りに急激に成長してきました。「スピン角運動量」という言葉に慣れてない方々はこの説明を聞いて多少怯むかもしれませんが、実はスピン角運動量は磁性という身近な物理現象の起源でもあります。スピントロニクスはすでにハードディスクドライブのリードヘッドや磁気抵抗ランダムアクセスメモリー(MRAM)等ですでに商用化が進んでおります。さらにスピントロニクス技術を用いた論理演算は人工知能や神経模倣素子に応用できると期待されています。しかし、スピントロニクス素子の実現のためにはスピン角運動量を電気的に操作する能力が必須です。一般に、電子の電荷は電場と相互作用し、電子のスピン角運動量は磁場と相互作用します。当研究室ではスピン角運動量を電気的に制御・操作することを目標としています。具体的な研究例は以下の通りです。
スピン軌道相互作用を介してスピン流を生成し、スピン流を用いて磁性体の磁化を電気的に制御する。
スピンホール効果、Rashbaスピン軌道相互作用、磁気異方性などの様々なスピントロニクスの物理現象を電界制御する。
強磁性体/半導体/強磁性体のスピントランジスタを作製し、素子の動作特性の解明や性能向上の研究を行う。