東北大学、慶應義塾大学、FDKらの研究チームは、電子の自転である「スピン」を用いることで絶縁体に電気信号を流す方法を発見した。
一般的には絶縁体には電気が流れないが、今回の研究では電気信号をスピンに変換して、絶縁体である磁性ガーネット薄膜の高品質表面に2つのPt電極薄膜を付けて精密な電気測定を実施、一方の電極から電流を注入、絶縁体中を「スピンの波」として伝送し、再び電気に変換することによって、絶縁体中も電気信号を伝送できることを発見したほか、この電気信号伝送は磁場を加えることでスイッチオン・オフすることも発見した。
この現象は、Pt電極中の電流が「スピンホール効果」と呼ばれる固体中の相対論効果によって電子スピンの流れを生み出し、これが磁性ガーネット中をスピンの波として伝わり、このスピンの波がもう一方のPt電極中でスピンホール効果により電圧に変換されたものと考えられる。磁性ガーネットなどの磁性を持った絶縁体は、電流は通さないがスピンの波は通す物質であることがポイントであるという。
金属や半導体を流れる電流は、ジュール熱と呼ばれるエネルギー損失を伴うのが一般的で、これを回避するためには、摂氏マイナス100℃以下の低温で発現する超伝導現象を用いるしかなかった。しかし、今回発見された絶縁体中の伝導にはこのジュール熱の発生がなく、かつ室温でも動作することから、新たな省エネルギー情報伝送 手法としての活用が期待されるという。
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