テクノロジー?材料
磁性絶縁体を用いてグラフェンのスピンの向きを制御 ―スピントランジスタの実現に向け前進―
量子科学技術研究開発機構量子ビーム科学研究部門の境誠司上席研究員、物質?材料研究機構先端材料解析研究拠点の山内泰NIMS特別研究員、365体育投注数理物質系の山田洋一講師、慶應義塾大学理工学部の安藤和也准教授らは、グラフェン回路を用いたスピントランジスタの実現にかかせない電子スピンの向きを制御する新技術の開発に成功しました。本成果は、今日のエレクトロニクスが抱える性能向上の限界や電力消費の問題解決に繋がるスピントロニクス4)の発展に向けて道を拓くものです。
図 グラフェンとYIGの接合における電子スピン間の相互作用を示す概念図
実験結果を解析した結果、グラフェンとYIGの接合では、両者が原子レベルで近接することで、界面（点線で囲んだ領域）にある酸素原子を介してグラフェンとYIGの電子のスピンの間に互いの向きを揃えるような相互作用が働いていることが分かりました。このようなグラフェンと磁性絶縁体の接合における近接効果は、スピントランジスタの新しい動作技術として利用できます。
図 グラフェンとYIGの接合における電子スピン間の相互作用を示す概念図
実験結果を解析した結果、グラフェンとYIGの接合では、両者が原子レベルで近接することで、界面（点線で囲んだ領域）にある酸素原子を介してグラフェンとYIGの電子のスピンの間に互いの向きを揃えるような相互作用が働いていることが分かりました。このようなグラフェンと磁性絶縁体の接合における近接効果は、スピントランジスタの新しい動作技術として利用できます。