直流磁場から交流電圧を生み出す機構を発見（お知らせ）

直流磁場から交流電圧を生み出す機構を

発見（お知らせ）

－電子スピンを用いた磁気

・電気インバータの開発に道筋－

平成25年1月9日

独立行政法人 日本原子力研究開発機構

詳細は、リンクを参照して下さい。

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【発表のポイント】

○磁気と電気という異種エネルギー形態間

　を直接結び、直流磁場を交流電圧に変換

　する機構を発見し、磁気

　・電気インバータの原理を確立

○磁場強度や磁石の形状を変えることで、

　電圧の交流特性を制御可能

○磁気と電気の融合により、

　エレクトロニクスの飛躍的な効率向上

　が期待

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　独立行政法人日本原子力研究開発機構

先端基礎研究センターの家田淳一研究員、

前川禎通センター長は、磁石の内部に

存在する磁壁の運動1）を制御すること

により時間変化しない直流磁場から交流の

電圧を生み出す機構を見出しました。

　1831年、英国の物理学者ファラデーは、

時間的に変動する磁場の近くに電気回路を

置くと起電力が生じることを発見しました。

　このファラデーの誘導起電力は、電気と

磁気の関わりを支配する電磁気学の根幹を

なす基礎法則であると同時に、

商業用発電装置から私たちの身の回りの

家電製品まで様々な電気機器の動作原理

として活躍しています。

　近年のナノテクノロジーの急速な進展

にともない、極めて微細な磁石を自在に

制御することが可能となってきました。

　この中で、ファラデーの法則とは

全く異なる新たなメカニズムによって、

磁石の磁気エネルギーを直接電気エネルギー

に変換して起電力を生成する方法が発見

され、電子の磁気的性質である「スピン」

2）に起因するため「スピン起電力」と

名付けられました。

　このスピン起電力は、次世代の

省エネルギー技術として期待される

スピントロニクス3）分野において不可欠な

構成要素として注目を集めており、

その具体的な応用手法の探索は極めて重要

な研究課題となっています。

　今回、当研究グループは、

スピン起電力のユニークな性質を用いる

ことで、直流磁場を交流電圧に直接変換

する機構を発見しました。

　これにより、入力する直流磁場の大きさ

や、変換に用いる微細な磁石の形状を

変えることで出力電圧の交流特性が制御可能

となります。

　本成果は、磁気と電気という異種の

エネルギー形態を直接結びつけた、高効率

なこれまでにないエレクトロニクス分野を

切り開く大きな一歩であり、待機電源が

不要な電子素子などへの応用が期待

されます。

　本研究成果は、米国の科学雑誌

『Applied Physics Letters』に

１２月２１日付でオンライン掲載される

とともに、出版元の

American Institute of Physicsの

注目論文として取り上げられました。

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＞American Institute of Physicsの

＞注目論文として取り上げられました。

　注目論文だそうです。

＞電子スピンを用いた磁気・電気インバータ

＞の開発に道筋

　ということで、一歩を踏み出したと、