国立大学法人東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、金属薄膜中で電子スピンは不純物等による散乱によりスピン反転が生じるスピン緩和伝導機構が支配していると考えられてきました。今回東北大学の研究グループは、単結晶のプラチナ薄膜では、スピン緩和時間と電子の散乱時間が逆比例の関係にあることを発見し、電子スピンは歳差運動をしながら伝導している事を明らかにしました。この結果は、単結晶プラチナ薄膜では界面電界に起因したスピン軌道相互作用による有効磁場が電子スピンに働いていることを示しており、電界によるスピン歳差運動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術、スピンゼーベック効果等スピントロニクスに新たな知見と設計指針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・ヤフェット機構によるスピン緩和とデャコノフ・ペレル機構によるスピン緩和を表す模式図

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