注目の研究

量子情報技術を担う新材料「グラフェン」のスピンを操る ― 次世代の高速・省エネルギー情報システムの実現に道筋 ―(2016.07)

2016/07/22

国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構量子ビーム科学研究部門の境誠司上席研究員、国立研究開発法人物質・材料研究機構先端材料解析研究拠点の山内泰NIMS特別研究員、国立大学法人筑波大学数理物質系の山田洋一講師らは、グラフェン内部の電子のスピンの向きを、磁性酸化物を用いて制御できることを発見しました。これは、電子デバイスの飛躍的な高速・省エネ化を可能にするスピントロニクスなどの量子情報技術4)にグラフェンを応用する際に鍵となる技術で、今日のエレクトロニクスが抱える性能限界や電力消費の問題の解決に繋がります。

 

図 これまでのグラフェン/磁性金属接合と本研究のグラフェン/磁性酸化物接合の違い

グラフェンと磁性金属の接合(左下)では、スピン注入に必要なグラフェン内部の電子のスピンの向きの制御が行えませんでしたが、本研究のグラフェンと磁性酸化物(LSMO)の接合(右下)では、グラフェン内部のスピンの向きが磁性酸化物内部のスピンと同じ方向に揃うため、磁性酸化物内部のスピンの向きを磁場などにより外部から制御することで、グラフェン内部のスピンの向きを制御することができます。