世界初! p型シリコン中の室温スピン輸送を達成―電流を用いない省エネのエレクトロニクス社会へ一歩―

世界初! p型シリコン中の室温スピン輸送

を達成

―電流を用いない省エネの

エレクトロニクス社会へ一歩―

2013年2月13日

大阪大学研究成果リリース

詳細は、リンクを参照して下さい。

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　大阪大学大学院基礎工学研究科システム

創成専攻電子光科学領域の仕幸英治特任

准教授、久保和樹（博士前期課程2年生）

および白石誠司教授らは、

東北大学金属材料研究所の齊藤英治教授、

安藤和也助教と共同で動力学的スピン注入法

であるスピンポンピング※1を用いて、

p型シリコン※2中の室温スピン輸送を

世界で初めて達成しました。

　この成功によりn型、p型のシリコンに

室温でスピン情報を伝播させる基礎技術が

確立したことになり、シリコンを用いた

スピントロニクス領域の大きな発展が期待

できます。

　エレクトロニクスにおける情報伝搬には

これまで電荷電流（電流）が用いられて

きましたが、微細化の困難さや発熱などの

エネルギーロスの問題が発生していたため、

全く新しい発想に基づく新奇情報処理素子

の創出が期待されています。

　スピントロニクスはその有力な候補技術

であり、現在シリコンスピントロニクスは

大きな関心を集めています。

　今回「純スピン流」という電流を伴わず

スピン角運動量のみが伝播する流れを

p型シリコンに生成することで超低消費電力

論理素子が創出できる可能性が高まり

ました。

　既にn型シリコンにおける室温純スピン流

生成及びスピン輸送は、TDK(株)

・秋田県産業技術センター・大阪大学

（電子光科学領域・白石研究室及び

物性物理工学領域・鈴木義茂研究室）チーム

により2009年に世界に先駆けて達成されて

いますが、論理回路作製に必要な

もう1つの要素であるp型シリコンにおける

スピン輸送は未達成であったため、

その達成が強く希求されていました。

　本研究の成功はシリコンスピントロニクス

における大きなマイルストーンの達成

であり、シリコンスピントランジスタなど

への応用展開が加速できる重要な成果です。

　本研究は文部科学省科学研究費補助金、

グローバルCOEプログラム（物質の量子機能

解明と未来型機能材料創出）などの助成

により行われました。

　本研究成果は2013年1月29日付にて

米国物理学会論文誌

「Physical Review Letters」にて受理

され、近日中に公開されます。

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＞環境親和性と既存の半導体産業のもつ

＞インフラとの親和性のよいシリコンに

＞スピン機能を搭載した超低消費電力

＞論理素子実現への重要な一歩を

＞踏み出しました。

→超低消費電力論理素子が創出できる

可能性が高まりました。

　とは言っていますが、

　まだ実際のシリコン素子にて実現する

までには時間がかかりそうです。

　サーバーも、ルーターも、

スーパーコンピュースも、

電力大食いマシンです。

　工夫はしているのでしょうが、

現在の技術では電力も限界に近いのです。

　近い将来に実現出来るよう祈りたい。

　ブレークスルーが必須なのです。