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2014年7月 7日 (月)

電子スピンの運動捉える顕微鏡を開発

2014年7月3日
サイエンスポータル科学ニュース
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 電子が持つ電荷とスピンの両方を併せて
利用するスピントロニクス。
 
 半導体素子などの小型化や今後の新しい
機能の創出に欠かせない新技術として急速
に発展しているが、その電子スピンの計測
に役立つ画期的な技術が登場した。
 
 1000兆分の1秒の電子スピン運動を捉える
顕微鏡の開発に、筑波大学数理物質系の
重川秀実(しげかわ ひでみ)教授らが世界で
初めて成功した。
 
 6月29日付の英科学誌
ネイチャーナノテクノロジーの
オンライン速報版に発表した。
 
 この顕微鏡は、原子1個を見ることが
できる走査トンネル顕微鏡(STM)と、
1000兆分の1秒の超高速現象を解析できる
レーザー技術を組み合わせて実現した。
 
 それぞれ幅6nm(1nmは10億分の1m)と
8nmで作製した量子井戸の中で、向きを
そろえた電子のスピンが1000 億分の1秒
ほどで乱れていく様子を、たった1つの
量子井戸からの信号として直接捉えた。
 
 研究グループは 2010 年、時間と空間の
両方で極限的な分解能を併せ持つ新しい
顕微鏡を世界に先駆けて開発した。
 
 今回は、その成果を発展させて、さらに
スピンの情報を得る機能を加えた。
 
 スピントロニクスの研究・開発で重要な
役割を担うことが期待される。
 
 開発した重川秀実筑波大教授は
「電子スピンの運動はこれまで、空間的に、
または時間的に平均された状態でしか観測
できなかった。
 
 この顕微鏡は、最先端のレーザー技術を
併用できるよう、走査トンネル顕微鏡と
測定技術を改良することで実現した。
 
 調べたい場所の原子の並びをSTMで確認
することが可能で、例えば、どこの
量子井戸の電子のスピンがどういう運動を
しているか、また周囲の構造の影響を
どう受けるか、といった様子を直接捉える
ことができ、スピンの新しい情報を得る
ことができる。
 
 ナノ構造が問題となるスピントロニクス
の発展に貢献するだろう」と話している。
 
 関連リンク
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 素晴らしいですね。
 
 量子井戸中の、という条件はつきますが、
ついに電子のスピン状態を直接観察する
ことができるようになりました。
 
>開発した重川秀実筑波大教授は、
>ナノ構造が問題となるスピントロニクス
>の発展に貢献するだろう
 と言っています。
 
 そうですね。大いに期待したい。
 
 超低消費電力素子の開発にとって
スピントロニクス技術は必須技術です。
 
 今回開発された顕微鏡が、その発展に
大きな寄与が出来るよう祈りたい。

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