【本学研究者情報】

〇工学研究科　教授　小野崇人
研究室ウェブサイト

〇材料科学高等研究所　教授　齊藤英治
研究者情報

【発表のポイント】

• 電子の自転運動であるスピン（注1）の流れ（スピン流）を磁性体に注入することで磁性体の体積を変調可能であることを実証した。
• スピン流由来の体積変化が磁性体中のスピンのゆらぎの変化に起因していることを明らかにした。
• 電子素子の省電力制御技術として期待されるスピン流が、力学素子制御技術としても応用できる可能性を示した。

  【概要】

  東北大学金属材料研究所の有沢 洋希 大学院生（研究当時：東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻特別研究学生）と、東京大学大学院工学系研究科の齊藤 英治 教授（東北大学材料科学高等研究所主任研究者兼任）らを中心とする研究グループは、東北大学大学院工学研究科の小野 崇人 教授、Hang Shim大学院生（研究当時）らと共同で、スピン流を用いて強磁性体の体積を変調できることを実証しました。

  電子の自転運動であるスピンの流れをスピン流と呼びます。スピン流は電荷の流れである電流と対比され、電流では不可能だった省電力情報処理を実現する可能性があることから、スピントロニクス分野（注2）において次世代の電子素子制御技術として期待されています。本研究では、スピン流により強磁性体中のスピンゆらぎを制御し、強磁性体の体積が変化することを見出しました。これは近年微小化が進む精密機器において課題となる、熱による部品変形をスピン流で制御できることを示唆しており、新たな材料開発を推進する可能性があります。

  本研究成果は、2022年5月11日（英国夏時間）に英国科学雑誌「Nature Communications」のオンライン版に掲載されました。

  

  図１：磁気体積効果とスピン流体積効果の模式図
  a, 磁気体積効果の模式図。温度変化や磁場変化に応じたスピンゆらぎの変化によって強磁性体の体積が変化する。b, スピン流体積効果の模式図。スピン流によるスピンゆらぎの変化によって強磁性体の体積が変化する。

  【用語解説】

  注1）スピン
  電子が持つ自転のような性質。スピンには上向きと下向きという2つの状態がある。電子スピンの向きが全て同じ方向に揃うと、物質は磁石の性質を示す。

  注2）スピントロニクス分野
  電子のスピンを利用して動作する全く新しい電子素子（トランジスタやダイオードなど）を研究開発する分野のこと。

  詳細（プレスリリース本文）

  問い合わせ先

  （研究に関すること）
  東北大学　大学院工学研究科　教授　小野 崇人
  TEL：022-795-5806
  E-mail：takahito.ono.d4*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

  （取材・報道に関すること）
  東北大学 大学院工学研究科　情報広報室
  TEL：022-795-5898
  E-mail：eng-pr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

  東北大学 材料科学高等研究所　広報戦略室
  TEL：022-217-6146
  E-mail：aimr-outreach*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

  東北大学 金属材料研究所　情報企画室広報班
  TEL：022-215-2144
  E-mail：press.imr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

  

  

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