東京大学が画期的な発見：1原子層膜でスピンの揃った電流を生成
2025年1月10日、東京大学は「1原子層膜に旋回する光を当てスピンの揃った電流を生成」という画期的な研究成果を発表しました。
研究の概要
この研究は、厚さわずか1原子層の「2次元半導体層」と呼ばれる材料を使用したものです。研究チームは、この層に円偏光光（旋回する光）を当て、光が半導体層の電子と相互作用する様子を調べました。
すると、円偏光光が半導体層内の電子にスピンという固有の性質を与えていることが分かりました。スピンとは電子が持つ磁気モーメントのようなもので、アップ（上向き）とダウン（下向き）という2つの向きがあります。
通常、半導体層ではスピンがランダムな向きになりますが、この研究では、円偏光光が電子にスピンアップまたはスピンダウンのどちらかの向きを与えることが示されました。
電流の生成
さらに、半導体層に電界を印加すると、スピンが揃った電子が流れ出して電流を発生させることが分かりました。この電流は「スピン偏極電流」と呼ばれ、スピンが揃っているという特徴があります。
この発見の意義
この発見は、スピントロニクスと呼ばれる新分野の開発に重要な意味を持ちます。スピントロニクスでは、電子のスピンを利用して情報を処理や伝送する技術が研究されています。
従来のスピントロニクスでは、スピンの操作に複雑な磁性材料を使用する必要がありましたが、この研究では光を使用してスピンを操作できることが示されました。これにより、より小型で省電力なスピントロニクスデバイスの開発が可能になることが期待されています。
今後の展望
研究チームは、今後この発見を基に、次のような研究を進めていく予定です。
- さまざまな2次元半導体層でのスピン偏極電流の生成メカニズムの解明
- スピンの寿命や伝送距離の向上
- スピントロニクスデバイスへの応用
この研究成果は、スピントロニクス分野の大きな進歩であり、将来の電子デバイスの革新に貢献することが期待されています。
1原子層膜に旋回する光を当てスピンの揃った電流を生成
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