【物理】磁気の流れを介した新しい磁気抵抗効果を発見−磁性体に電流を流さずに磁気情報を電気的に読み取る新機能電子デバイス開発に道
磁気の流れを介した新しい磁気抵抗効果を発見−新機能電子デバイス研究開発に道−
【発表のポイント】
スピン（磁気）の流れから電気伝導を変調できる新しい手法を世界で初めて発見
この手法を用いれば、磁性体に電流を流さずに磁性体の磁気情報を電気的に読み取ることが可能に
東北大学大学院後期博士課程３年（金属材料研究所）の中山裕康氏（日本学術振興会特別研究員）、
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（東北大学金属材料研究所教授、日本
原子力研究開発機構先端基礎研究センター客員グループリーダー兼任）、東北大学金属材料研究所の
ゲリット・バウアー教授（東北大学原子分子材料科学高等研究機構教授兼任）らは、磁気の流れにより
発現する新しい磁気抵抗効果を世界で初めて発見しました。
物質に磁場を加えると、電気抵抗が変化する現象は磁気抵抗効果注１）と呼ばれています。この現象は、
固体中の電子の「電荷」という電気的性質と「スピン注２）」という磁気的性質が強く結合した現象であること
から、スピンをエレクトロニクス技術に活用するスピントロニクス分野において盛んに研究されており、すでに磁気
センサーやメモリとして幅広く応用されています。
今回、中山氏らは、非磁性金属と磁性絶縁体を接合させたときに発現する新しい磁気抵抗効果「スピン
ホール磁気抵抗効果」を発見しました。これは、非磁性金属における磁気の流れ「スピン流」と量子相対論
効果によるものです。これまでに知られている磁石の極性を用いた磁気抵抗効果はすべて磁性導電体に
電流を流すことで発現しますが、今回実証したスピンホール磁気抵抗効果を用いると、磁性体には電流を
流さずに、隣接する非磁性金属に磁気抵抗効果を引き起こすことが可能となります。このため、磁性体に
おける発熱や化学反応、磁気特性の劣化の少ない長寿命な新機能磁気デバイス研究開発への貢献が
期待されます。
本研究の一部は、科学技術振興機構（ＪＳＴ）の戦略的創造研究推進事業（ＣＲＥＳＴ）の一環として、
日本原子力研究開発機構、ヴァルター・マイスナー研究所（ドイツ）、ミュンヘン工科大学（ドイツ）、デルフト
工科大学（オランダ）との共同で行われました。
本研究成果は、米国科学誌「Physical Review Letters（フィジカル・レビュー・レターズ）」のオンライン版
（5月13日付：米国時間）に掲載されます。
（以下略）
東北大学プレスリリース 2013年5月13日 17:00
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2013/05/press20130513-01.html
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20130513_01.pdf
Spin Hall Magnetoresistance Induced by a Nonequilibrium Proximity Effect
H. Nakayama, M. Althammer, Y.-T. Chen, K. Uchida, Y. Kajiwara, D. Kikuchi, T. Ohtani, S. Geprägs,
M. Opel, S. Takahashi, R. Gross, G. E. W. Bauer, S. T. B. Goennenwein, and E. Saitoh
Phys. Rev. Lett. 110, 206601 (2013)
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i20/e206601
関連ニュース
【物性】磁気の波を用いた熱エネルギー移動に成功 -東北大学 画像あり
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1367152742/-100
【物質科学】結晶粒界で磁気物性が上昇する現象を発見 、磁気特性の向上に期待/NIMS 画像あり
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1355240686/-100
【科学】電子スピンの渦「スキルミオン」を微小電流で駆動 従来の10万分の1の低電流密度での磁気情報操作技術の実現に大きく前進-理研 画像あり
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/wildplus/1345904622/-100
【物理】「磁石でない磁気記録」を可能にする新しい記録材料の可能性 磁化を持たない新しい電子スピン配列を発見/理化学研究所 画像あり
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1338042779/-100
【発表のポイント】
スピン（磁気）の流れから電気伝導を変調できる新しい手法を世界で初めて発見
この手法を用いれば、磁性体に電流を流さずに磁性体の磁気情報を電気的に読み取ることが可能に
東北大学大学院後期博士課程３年（金属材料研究所）の中山裕康氏（日本学術振興会特別研究員）、
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（東北大学金属材料研究所教授、日本
原子力研究開発機構先端基礎研究センター客員グループリーダー兼任）、東北大学金属材料研究所の
ゲリット・バウアー教授（東北大学原子分子材料科学高等研究機構教授兼任）らは、磁気の流れにより
発現する新しい磁気抵抗効果を世界で初めて発見しました。
物質に磁場を加えると、電気抵抗が変化する現象は磁気抵抗効果注１）と呼ばれています。この現象は、
固体中の電子の「電荷」という電気的性質と「スピン注２）」という磁気的性質が強く結合した現象であること
から、スピンをエレクトロニクス技術に活用するスピントロニクス分野において盛んに研究されており、すでに磁気
センサーやメモリとして幅広く応用されています。
今回、中山氏らは、非磁性金属と磁性絶縁体を接合させたときに発現する新しい磁気抵抗効果「スピン
ホール磁気抵抗効果」を発見しました。これは、非磁性金属における磁気の流れ「スピン流」と量子相対論
効果によるものです。これまでに知られている磁石の極性を用いた磁気抵抗効果はすべて磁性導電体に
電流を流すことで発現しますが、今回実証したスピンホール磁気抵抗効果を用いると、磁性体には電流を
流さずに、隣接する非磁性金属に磁気抵抗効果を引き起こすことが可能となります。このため、磁性体に
おける発熱や化学反応、磁気特性の劣化の少ない長寿命な新機能磁気デバイス研究開発への貢献が
期待されます。
本研究の一部は、科学技術振興機構（ＪＳＴ）の戦略的創造研究推進事業（ＣＲＥＳＴ）の一環として、
日本原子力研究開発機構、ヴァルター・マイスナー研究所（ドイツ）、ミュンヘン工科大学（ドイツ）、デルフト
工科大学（オランダ）との共同で行われました。
本研究成果は、米国科学誌「Physical Review Letters（フィジカル・レビュー・レターズ）」のオンライン版
（5月13日付：米国時間）に掲載されます。
（以下略）
東北大学プレスリリース 2013年5月13日 17:00
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2013/05/press20130513-01.html
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20130513_01.pdf
Spin Hall Magnetoresistance Induced by a Nonequilibrium Proximity Effect
H. Nakayama, M. Althammer, Y.-T. Chen, K. Uchida, Y. Kajiwara, D. Kikuchi, T. Ohtani, S. Geprägs,
M. Opel, S. Takahashi, R. Gross, G. E. W. Bauer, S. T. B. Goennenwein, and E. Saitoh
Phys. Rev. Lett. 110, 206601 (2013)
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i20/e206601
関連ニュース
【物性】磁気の波を用いた熱エネルギー移動に成功 -東北大学 画像あり
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1367152742/-100
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2 ：名無しのひみつ：2013/05/19(日) 10:46:20.22 ID:Po0n4XiW
さすが東北大学さんや
3 ：名無しのひみつ：2013/05/19(日) 10:53:20.16 ID:ZLFqcULr
超電磁竜巻やら超電磁スピンが現実になる訳ですね？ 胸圧
4 ：名無しのひみつ：2013/05/19(日) 11:01:32.28 ID:FIggmLnr
記憶媒体に使える？
なるほどわからん
6 ：名無しのひみつ：2013/05/19(日) 11:26:29.91 ID:Zxsi6cUY
ICチップとはどう違うの？
7 ：名無しのひみつ：2013/05/19(日) 11:31:24.14 ID:q2JxKNRX
>>6
ICチップは電気を流して使うよ
ICチップは電気を流して使うよ
8 ：名無しのひみつ：2013/05/19(日) 11:35:44.17 ID:hOW+Cznr
日本は何故か昔から磁石の研究が盛んだよね。
何でだろう？
何でだろう？
9 ：名無しのひみつ：2013/05/19(日) 11:36:23.08 ID:7dWI4G1n
>磁性体には電流を
>流さずに、隣接する非磁性金属に磁気抵抗効果を引き起こすことが可能となります。このため、磁性体に
>おける発熱や化学反応、磁気特性の劣化の少ない長寿命な新機能磁気デバイス研究開発への貢献が
>期待されます。
また、電流が流れないから発熱しないとか言ってるスピントロニクス詐欺かwwwww
>Spin Hall Magnetoresistance Induced by a Nonequilibrium Proximity Effect
Nonequilibriumってことは、発熱するじゃんwwwwwww
>流さずに、隣接する非磁性金属に磁気抵抗効果を引き起こすことが可能となります。このため、磁性体に
>おける発熱や化学反応、磁気特性の劣化の少ない長寿命な新機能磁気デバイス研究開発への貢献が
>期待されます。
また、電流が流れないから発熱しないとか言ってるスピントロニクス詐欺かwwwww
>Spin Hall Magnetoresistance Induced by a Nonequilibrium Proximity Effect
Nonequilibriumってことは、発熱するじゃんwwwwwww
自分で引用してる箇所に発熱が少ないと書いてますやん
11 ：名無しのひみつ：2013/05/19(日) 18:50:09.52 ID:xkaMh6G5
すごいスピーカーができそうな気がするぞ！
磁気抵抗効果って全部で何個あるの？
磁性体に電流を流さずに磁気情報を電気的に読み取る新機能電子デバイス、
その名はウォークマン。
その名はウォークマン。
14 ：名無しのひみつ：2013/05/19(日) 23:12:42.05 ID:w7vf6oOH
なるほど、読み出し時に直接記憶素子へ電流が流れないので、
読み出し時のビット線電流量を増やしても記憶素子の情報が失われる事が無くなり、
思い切って流せるんですね。つまり、高速読み出し回路が組める。高速SRAMの代わり
になる。あとは、磁気記憶素子への書き込み電流を小さくできれば、本格的に
使われ始めるでしょうね。楽しみです。
読み出し時のビット線電流量を増やしても記憶素子の情報が失われる事が無くなり、
思い切って流せるんですね。つまり、高速読み出し回路が組める。高速SRAMの代わり
になる。あとは、磁気記憶素子への書き込み電流を小さくできれば、本格的に
使われ始めるでしょうね。楽しみです。
15 ：名無しのひみつ：2013/05/21(火) 07:15:38.05 ID:FAOUJFZI
16 ：名無しのひみつ：2013/05/21(火) 19:54:31.10 ID:FcCb2Z0p
素人見では節電効果を挙げる技術的進歩にしか見えんが
18 ：名無しのひみつ：2013/05/22(水) 11:52:08.64 ID:eJ586sAZ
>>16
スピン流による電力損失は無視できると断言できるって、どんな素人だよ
>>17
>"磁性体に"電流を流さなくても磁気抵抗効果が発生するから
電流は流さなくても代わりにスピン流を流すのに、その分の発熱をしれっと無視するのが、スピントロ
ニクス詐欺の特徴
>その分"磁性体での"発熱が小さくなるって話でしょ
そんなんでいいなら、導体にはスピン流を流さなくてもいいから、その分導体での発熱は小さくなるん
で、エレクトロニクスのほうがスピントロニクスより低消費電力になるって結論でいいな
そもそも、エレクトロニクスで発熱するのって、昔はCMOSの静電容量、いまはリーク電流が主だって
のに、導体の抵抗によるごく微小な電力消費を問題にしてスピントロニクスの優位性を唱えてるから、
最初っから話になってない
スピン流による電力損失は無視できると断言できるって、どんな素人だよ
>>17
>"磁性体に"電流を流さなくても磁気抵抗効果が発生するから
電流は流さなくても代わりにスピン流を流すのに、その分の発熱をしれっと無視するのが、スピントロ
ニクス詐欺の特徴
>その分"磁性体での"発熱が小さくなるって話でしょ
そんなんでいいなら、導体にはスピン流を流さなくてもいいから、その分導体での発熱は小さくなるん
で、エレクトロニクスのほうがスピントロニクスより低消費電力になるって結論でいいな
そもそも、エレクトロニクスで発熱するのって、昔はCMOSの静電容量、いまはリーク電流が主だって
のに、導体の抵抗によるごく微小な電力消費を問題にしてスピントロニクスの優位性を唱えてるから、
最初っから話になってない
この板ってスピントロニクスを親の敵のように食ってかかってくる人がいるよね
なんでだろう
なんでだろう
20 ：名無しのひみつ：2013/05/23(木) 12:35:29.23 ID:qm/dU61P
ベンチャー投資で失敗したとomoware
>>18
＞電流は流さなくても代わりにスピン流を流すのに、その分の発熱をしれっと無視するのが、
スピン波の波長によってはほとんど散乱を受けないこともある
＞そもそも、エレクトロニクスで発熱するのって、昔はCMOSの静電容量、いまはリーク電流が主だってのに、
電荷を流す必要が無いのでここら辺の問題は起きようが無いですね
スピントロニクスﾏﾝｾｰ
＞電流は流さなくても代わりにスピン流を流すのに、その分の発熱をしれっと無視するのが、
スピン波の波長によってはほとんど散乱を受けないこともある
＞そもそも、エレクトロニクスで発熱するのって、昔はCMOSの静電容量、いまはリーク電流が主だってのに、
電荷を流す必要が無いのでここら辺の問題は起きようが無いですね
スピントロニクスﾏﾝｾｰ
22 ：名無しのひみつ：2013/05/25(土) 04:21:22.40 ID:UGfzL3xz
ゲリット・バウアー教授（東北大学原子分子材料科学高等研究機構教授兼任）
磁気式大容量メディアができるってこと？
素人にゃさっぱりやで
素人にゃさっぱりやで
25 ：名無しのひみつ：
>>21
>＞電流は流さなくても代わりにスピン流を流すのに、その分の発熱をしれっと無視するのが、
>スピン波の波長によってはほとんど散乱を受けないこともある
電流なんか全く散乱を受けないこともあるのに、「ほとんど」wwwwww
しかも、「こともある」wwwwwwwww
>＞そもそも、エレクトロニクスで発熱するのって、昔はCMOSの静電容量、いまはリーク電流が主だってのに、
>電荷を流す必要が無いのでここら辺の問題は起きようが無いですね
電流やスピン流を流すこと自体の電力消費なんて最初っから関係なくて、記憶や論理演算を
いかに低消費電力でやるかが問題だっていってるのに、ほんと何もわかってないな
しかも、この話ですら、
>>1
>今回実証したスピンホール磁気抵抗効果を用いると、磁性体には電流を
>流さずに、隣接する非磁性金属に磁気抵抗効果を引き起こすことが可能となります。
だから、隣接する非磁性金属の電気抵抗計るには、電圧かけて電流流す必要あるがな
>スピントロニクスﾏﾝｾｰ
>>1も読めずに、それかwwwww
>＞電流は流さなくても代わりにスピン流を流すのに、その分の発熱をしれっと無視するのが、
>スピン波の波長によってはほとんど散乱を受けないこともある
電流なんか全く散乱を受けないこともあるのに、「ほとんど」wwwwww
しかも、「こともある」wwwwwwwww
>＞そもそも、エレクトロニクスで発熱するのって、昔はCMOSの静電容量、いまはリーク電流が主だってのに、
>電荷を流す必要が無いのでここら辺の問題は起きようが無いですね
電流やスピン流を流すこと自体の電力消費なんて最初っから関係なくて、記憶や論理演算を
いかに低消費電力でやるかが問題だっていってるのに、ほんと何もわかってないな
しかも、この話ですら、
>>1
>今回実証したスピンホール磁気抵抗効果を用いると、磁性体には電流を
>流さずに、隣接する非磁性金属に磁気抵抗効果を引き起こすことが可能となります。
だから、隣接する非磁性金属の電気抵抗計るには、電圧かけて電流流す必要あるがな
>スピントロニクスﾏﾝｾｰ
>>1も読めずに、それかwwwww