慶應義塾大学理工学部物理情報工学科の中山裕康特任助教、安藤和也准教授らの研究グループは、理工学部化学科の山本崇史専任講師、栄長泰明教授らのグループと共同で、スピントロニクス素子の機能を有機分子により制御する新原理を明らかにしました。
電子の電気的性質(電荷)の流れである電流に加え、電子の持つ磁気的な性質(スピン)を利用するスピントロニクス技術によって、電子デバイスの飛躍的な性能向上が実現されてきました。スピントロニクス技術に特有な機能は、電子のスピンの流れ「スピン流」によって担われます。最近では、さらに高速・省エネルギーなデバイスを目指し、電流とスピン流の変換にスピン軌道相互作用を用いる方法が注目を集めています。これまでの研究により、半導体素子では、スピン軌道相互作用の強さを外部から制御する手法が確立されており、これにより可能となる様々な機能性が提案されています。しかし一方で、金属をベースとしたスピントロニクス素子では、スピン軌道相互作用を制御することは非常に困難であることが知られていました。
今回、本研究グループは、有機分子を使ったこれまでにないアプローチで、金属スピントロニクス素子におけるスピン軌道相互作用をコントロールし、電流とスピン流の間の変換効率を向上させることが可能であることを明らかにしました。さらに、光照射により構造を変える有機分子を用いることで、スピントロニクス素子の光学的制御を実現しました。
本研究成果は2018年3月23日(現地時間)に米国科学誌「Science Advances」に掲載されました。
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