【スピントロニクス】東北大、導電性プラスチック中でスピン流が電気信号に変換されることを発見

http://news.mynavi.jp/news/2013/05/07/176/index.html

東北大学は5月6日、広く普及している導電性プラスチックの中で、磁気の流れであるスピン流が電気信号に変換されることを発見し、「磁気-電気変換プラスチック」の作製に成功したと発表した。

同成果は、同大 金属材料研究所の安藤和也助教(現慶應義塾大学 理工学部 専任講師)と東北大学 原子分子材料科学高等研究機構 齊藤英治教授らによるもの。
また、ケンブリッジ大学キャヴェンディッシュ研究所 渡邉峻一郎博士、Henning Sirringhaus教授と共同研究が行われた。
詳細は英国科学誌「Nature　Materials」オンライン版に掲載された。

エレクトロニクスの進化を支えてきたプロセスの微細化の限界がささやかれるようになり、そうした状況の打開に向けた新しい電子技術の開発が求められるようになっている。
そうした次世代技術の1つとして注目されるのがスピントロニクスである。
エレクトロニクスが電流を利用していたのに対し、スピントロニクスでは電流に代わり電子の磁気的性質(スピン)の流れであるスピン流を利用する。
このようなスピン流を使った電子機器の開発には、スピン流を電気信号に変換する技術が不可欠であり、この実現を目指して各地で研究が進められている。

今回、研究グループは、電気を流す導電性プラスチックの中で、スピン流が電気信号へと変換されることを発見した。
使用した導電性プラスチック(PEDOT:PSS)は、電気伝導性と環境安定性に優れているのと同時に、光の透過性も高いため、液晶ディスプレイや帯電防止コートなどに利用されている。
多くの他の材料と異なり、導電性プラスチックは溶液を基板に塗るだけで作成できるため、インクジェットプリンタを用いることで、スピン(磁気)-電気変換素子を印刷することができる。
しかし、同材料はスピンの情報を長時間保存できるものの、スピン流の読み出しには利用できないと考えられてきた。
今回得られた結果はこの常識を打ち破るもので、フレキシブルで低コストかつ大面積化が可能なプラスチックベースのスピントロニクス素子の開発に進展をもたらすと期待されているという。

http://i.imgur.com/4edBCv3.jpg
図1 スピントロニクスとスピン流

具体的には、今回の研究では、磁性絶縁体と導電性プラスチックから成る素子を作製し、磁気のダイナミクスを利用することで導電性プラスチック中へスピン流を注入した。
スピン流を注入しながら電圧測定を行うことで、導電性プラスチック中を流れるスピン流が電気信号に変換されていることを発見した。
さらに、この電圧信号を精密に調べることで、検出された信号が導電性プラスチック中の逆スピンホール効果によるものであることを明らかにした。

http://i.imgur.com/RkeAz6X.jpg
図2 今回用いた導電性プラスチックと相対論的効果によるスピン流から電気信号への変換

相対論的座標変換であるローレンツ変換によれば、運動している磁石の一部は電気分極に変換される。
運動している磁石、つまり磁石の流れはスピン流の存在を意味している。
従って、相対性理論はスピン流が流れるとその周りに電気信号が生じることを予言している。
真空中でこの機構によって生じる電気信号は小さいものだが、物質中では物質の特性を反映して同じ対称性を持つスピン流-電気信号変換現象である逆スピンホール効果が表れる。
通常、逆スピンホール効果は白金や金といった原子番号が大きな物質で表れ、炭素と水素からなる有機物中では小さいというのが常識だった。
今回の発見は、これまでごく小さいと信じられてきた導電性プラスチック中のスピン流-電圧変換が予想に反して大きな電気信号を生むことを明らかにしたものだという。

http://i.imgur.com/h7kcgj4.jpg
図3 導電性プラスチック中のスピン流-電気信号変換の観測

なお、研究グループでは今回の発見に対し、電子のスピンを利用することで省エネルギー化を目指すスピントロニクスと、フレキシブルかつ低コスト・大面積化が可能な有機エレクトロニクスの
両方のメリットを利用したプラスチックスピントロニクスの基幹となるもので、新しい時代の電子技術と省エネルギー社会の実現に寄与することが期待されるとコメントしている。

図の内容が全く判らない

すげー磁場に弱い回路になりそうだが

なるほどね

超電磁ヨーヨーの実用化が一気に進むな

なるほど

で、具体的にどうなるんだよ

スタパトロニクスが何だって？
http://bb.watch.impress.co.jp/column/stapa/2001/09/11/stp01.jpg

あージョジョの回転の力みたいなもんか

>>3
電子には今まで使われてた電荷って性質とは別に、それ自体が最小の磁石であるスピンって性質も併せ持ってる
従来のエレクトロニクスは電荷の性質しか使ってなかったけど、スピンの性質も使えばもっと色々出来るよねってのがスピントロニクス
スピントロニクスでは電流の代わりにスピン流ってのを使うことが期待されてる
http://i.imgur.com/4edBCv3.jpg
この図の通り上向きスピンが右に、下向きスピンが左に移動すると電流は流れずスピンだけが移動する「純スピン流」ってのが出来る
純スピン流によって駆動するデバイスは電力を消費しないし
スピンの重ねあわせの性質を用いた量子演算に使える可能性があるから
ムーアの法則を超えるものとして期待されてる

金研の教授はみんな外部から来てる

東大とはなんだったのか

もう東北大を「とうだい」にしようぜ
東大まじいらないんじゃね？

>>12
>>13
このへんの馬鹿さ加減にあきれる
こいつらの世界は嫌儲の情報でできてんのかってくらいな勢い

東北大がんばってるのはいいけど実用化に結びついてるの？

東大と東北大の場所入れ替えようぜ
東大の無能共も放射能浴びれば覚醒するかもよｗ

>>14
このへんの馬鹿さ加減にあきれる
こいつらの世界は偏差値の情報でできてんのかってくらいな勢い

１０年前はフォトニック結晶が代替品になるって言ってたけど
スピン材料が代替になるのか。すごいなあ。

スピン材料だとエレクトロマイグレーションや発熱とかもなくて
いいとかあるのかな。

プロセスの微細化か。でもこれでも無限に微細化はできないような。

あんま詳しくないからようわからん。

ようは嫌儲でスレ立てるか否かよ


2013年2月時点

過去一年の研究

九州大学　42件
http://news.mynavi.jp/search-result.html?q=%E4%B9%9D%E5%B7%9E%E5%A4%A7%E5%AD%A6&sort=relation&term=365&ch=%E9%96%8B%E7%99%BA%E3%83%BBSE&path=http%3A%2F%2Fnews.mynavi.jp%2F
大阪大学　57件
http://news.mynavi.jp/search-result.html?q=%E9%98%AA%E5%A4%A7&ch=%E9%96%8B%E7%99%BA%E3%83%BBSE&term=365&sort=relation
東京大学　173件
http://news.mynavi.jp/search-result.html?q=%E6%9D%B1%E5%A4%A7&ch=%E9%96%8B%E7%99%BA%E3%83%BBSE&term=365&sort=relation
京都大学　79件
http://news.mynavi.jp/search-result.html?q=%E4%BA%AC%E9%83%BD%E5%A4%A7%E5%AD%A6&sort=relation&term=365&ch=%E9%96%8B%E7%99%BA%E3%83%BBSE&path=http%3A%2F%2Fnews.mynavi.jp%2F
東京工業大学　40件
http://news.mynavi.jp/search-result.html?q=%E6%9D%B1%E4%BA%AC%E5%B7%A5%E6%A5%AD%E5%A4%A7%E5%AD%A6&sort=relation&term=365&ch=%E9%96%8B%E7%99%BA%E3%83%BBSE&path=http%3A%2F%2Fnews.mynavi.jp%2F
東北大学　67件
http://news.mynavi.jp/search-result.html?q=%E6%9D%B1%E5%8C%97%E5%A4%A7%E5%AD%A6&sort=relation&term=365&ch=%E9%96%8B%E7%99%BA%E3%83%BBSE&path=http%3A%2F%2Fnews.mynavi.jp%2F

東大は優秀な研究機関だよ。
得意不得意はあるけど。

http://ip-science.thomsonreuters.jp/press/release/2012/esi2012/ranking/#5

>>12-13
金研の教授は東大出身者が多いんだが
この斎藤教授も東大物工出身→慶應専任講師→東北大教授
物性物理の優秀な人を金研に集めまくってる

やるじゃん東北大
なにがすごいか全然分からないけど

>>18
フォトニック結晶みたいな分野だとどこが強いの？
東大の大津研？

つまり、何が出来るの？

>>17
実際お前みたいなのをみると旧速のアフィに貢いでたころと中身は変わってないと感じる
表面の事柄に流されてるし

まあ大衆の9割は基本アホなんだけど
ステマ連呼してる嫌儲民の場合は自家撞着してて滑稽でね

>>23
わからない。やっぱり物性はどれでも東北大じゃないのかな？

東大はコスパが悪い。
東北大は大して研究費もらってないでこの成果。

>>24
トランジスタ自体にメモリの性質を持たせた全く新しい素子
消費電力ゼロのデバイス
マクスウェル方程式の微修正
超高速不揮発性メモリ
量子計算機

>>21
それどころか京大の数理研とかも東大卒多い
基本的にトップ層にはどのジャンルにもゴキブリみたいにいると思っていい

♂

>>8
田亀源五郎に出てるひと？>>94

電流とは違って一般人には直感的に理解できないレベルだな
これが一般的な技術になっても中高の教科書には載らないんだろうな

>>32
スピン流物理は今作ってる最中だからな

トランジスタにメモリか。
トランジスタが勝手にＯＮＯＦＦ動作を高速にしてくれたら
いいよな。

材料やってて
トンペイの金研から呼ばれて東大に残るやつとかいねーよｗ

まーけど実際の研究の手足は院生だしな。
学生の比較といってもいい。
東大の学生は優秀なんだが、どこかコスパが悪い。

>>17
なんで突然偏差値の話になったの？

超電磁スピン

俺ＴＥＭだけは操作を憶えられなかった。
使い方も教えてもらえなかった。
これだけが俺の心残りだよ。

あとはどうでもいいというか、
先生が悪魔のような人間だったから
思い出したくもない。

>>33
そのうち噛み砕いて分かるレベルに落ち着くのかしら。それまでは追いかけるの止めとくわ

>>17
びっくりするくらい無能だな
自分で理由も説明できなくて人の言葉を借りるだけってｗ

東北大は金研以外は全然駄目だよね。

工学部の研究は優秀だが、あんま調子乗んなや

>>10
分かりやすすぎ感動した

>>32
スピン流物理は今まさに新しいスピン流発生方法や、電流で知られてる物理現象のスピン流版が次々発見されてる最中
ゼーベック効果に対するスピンゼーベック効果とか

東北大のスピントロニクスって大野研も有名だよな

25 返信：番組の途中ですがアフィサイトへの転載は禁止です[sage] 投稿日：2013/05/10(金) 19:03:53.41 ID:otGCFFI00
>>17
実際お前みたいなのをみると旧速のアフィに貢いでたころと中身は変わってないと感じる
表面の事柄に流されてるし

まあ大衆の9割は基本アホなんだけど
ステマ連呼してる嫌儲民の場合は自家撞着してて滑稽でね

37 返信：番組の途中ですがアフィサイトへの転載は禁止です[] 投稿日：2013/05/10(金) 19:09:27.60 ID:1KGdDlq0P
>>17
なんで突然偏差値の話になったの？

41 返信：番組の途中ですがアフィサイトへの転載は禁止です[] 投稿日：2013/05/10(金) 19:12:23.88 ID:+60aoKSv0 [2/2]
>>17
びっくりするくらい無能だな
自分で理由も説明できなくて人の言葉を借りるだけってｗ


本日の釣られたお馬鹿新参さん達
半年ROMってろ

http://www.review.imr.tohoku.ac.jp/

Materials Science 分野における金属材料研究所の貢献度


　 Materials Science 分野 (期間：2002.1.1-2012.10.31)における東北大学のISI論文数は6,118篇で、そのCitations(被引用数)合計は48,683回です。これはこの分野における学術機関の世界第５位です。

　　　　　Materials Science 分野 Ranking Institution ISI論文数 Citations
1 Chinese Acad Sci (中国科学院) 18,044 165,934
2 Max Planck Society 3,709 73,089
3 MIT 1,995 50,042
4 NIMS (物質・材料研究機構) 4,490 49,792
5 Tohoku Univ (東北大学) 6,118 48,683
6 Natl Univ Singapore 2,843 48,331
7 Tsing Hua Univ (清華大学) 6,082 46,407
8 AIST (産業技術総合研究所) 4,153 42,042
9 Univ Calif Berkeley 1,482 41,976
10 Georgia Inst Technol 2,064 38,254

　　　　　　　　　　　　　(Essential Science Indicators の検索結果、2013.1.1現在)

>>47
つか、シナすごくね？
前はプランクと金研が入れ替わりだっただろ

別ソース
塗るだけで出来上がる磁気−電気変換素子
−プラスチックを使った次世代省エネルギーデバイス開発に向けて大きな進展−

東北大学金属材料研究所の安藤和也助教（現在 慶應義塾大学理工学部専任講師）と東北大学原子分子材料科学高等研究機構の齊藤英治教授は、
広く普及している導電性プラスチックの中で、磁気の流れ「スピ ン流」が電気信号に変換されることを発見し、「磁気−電気変換プラスチック」の作製に成功しました。
この成果は、2013年5月7日付の日経産業新聞に掲載されました。
( 詳細は本学HP:http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20130425_02.pdf [PDF:795KB])
http://www.imr.tohoku.ac.jp/
てかここに載ってんの大概斎藤研じゃねーか

>>46
さっさとVIPに帰れよクズ

>>48
あらゆる面で近年脅威になってるな

スピンが流れるってのがよくわからんけど

>>52
スピンの向きがが揃った電子が流れてるだけ

>>51
調べたら水増しというか
統合してるみたいだが

まぁでも今までもそういうことしてもランク入りして無かったこと考えたら凄いが

すげえ
プラスチック業界の勢力図が変わるぞ
これは上層部も黙っちゃいませんな

ｼｲｾﾞｴﾎﾞｵｲｴﾝﾄﾞｾﾞｴｶﾞｱﾙ

>>47
プランクとMITの少数精鋭っぷりすごい

>>28
すごい技術のようだな・・・

スピンの状態なんてどうやって観測してんだろうな。

>>59
逆スピンホール効果使ったり

>>45
大野教授は論文引用数をもとにノーベル物理学賞候補とどっかが予想してたくらいにね

>>54
捏造するよりはいいよね。
どこの大学のどこの研究所とは言わないけど

https://sites.google.com/site/httpwwwforumtohoku/

>>60
なるほど！なるほど・・。

>>46
なんという格好悪さw
あんまり無茶するなよ・・・

一方俺はすっぴんで抜いた

なるほど
わからん

なに？これでコンデンサの容量があがったりすんの

全然わからん
俺にわかるのはこれくらいだ
http://img05.ti-da.net/usr/hoshinon/P1080452.JPG

電流は電子の流れだけど、スピン流は電子の自転方向が伝わるんだ。たぶん。

そもそもスピンって何よ
スピンって観測できんのかよ
運動の状態つきつめようとすればするほど位置がワケワカメになるんだろ？

スピンの違う電子が1つの軌道に2個まで入る程度の知識しかない素人にも分かるように教えろや

>>70
磁場をかけるとアップスピンとダウンスピンにゼーマン分裂するから観測出来る

>>70
参考
http://homepage2.nifty.com/eman/quantum/spin.html

読んでもさっぱりわからん

読んだけど意味わからんのじゃ
波でもあるものに角運動量てなんなんだよ一体
イメージできんムカつくんじゃ！

今が一番楽しい時期か

東北大学のスピンがどうこういうスレよく立つな

>>74
古典力学には対応するものがないからイメージは無理
磁石の最小単位くらいに思っとけばいい

でもまぁこういうの読むの楽しいな
理解しようとすると数式でてくるんだろうけど

電流は電子そのものが動くから抵抗があったりある程度の体積が必要だったりするけどスピン流ではそれらが解決されるということ？

さあ。微細加工にもほどがあるのではと疑問には思ったけどわからない。

スピン流が微細化に向くのはジュール熱発生しないから
あと絶縁体にも流れる
電流に対しては絶縁体でもスピン流に対しては導体である物質がある、磁性絶縁体の事だけど

>>78
日常生活とはかけ離れた観測結果に矛盾が無い様に体系建ててるから
ニュートンとか図解雑学の記事みたいな例え話でごまかされるよりは数式で説明される方が
わかりやすくなってくる。

なるほど

そういうことか

DRAMとSRAMのいいとこ取りみたいな技術ができそうなの？

東北大はこの分野でしょっちゅうニュースになってるな

この手のスレは嫌儲最後の良心だと思ってる