プレスリリース・研究成果

スピンの流れ（スピン流）を積極的に利用し、スピンの方向で情報を記憶するスピントロニクス素子は、半導体エレクトロニクスだけでは難しい機能性（例えば低消費電力化など）を実現できるデバイスとして期待を集めています。しかしながら電流とスピン流との変換効率をいかに向上させるかが高性能化の鍵であり、高い変換効率の材料を探し出すための材料探索指針を示すことが切望されていました。

今回、東北大学金属材料研究所のラウ ヨンチャン（Yong-Chang Lau）特任助教（研究当時：現中国科学院物理研究所准教授）と関剛斎准教授、東北大学大学院理学研究科の小沢耀弘大学院生（研究当時）らの研究グループは、トポロジカル物質の電子状態に着目することで、磁石の中に現れる「異常ホール効果」と非磁石の「スピンホール効果」の大きさをそれぞれ理論計算から予測し、実験的にその材料探索指針を実証することに成功しました。今回の成果は、高いスピン変換効率を示す材料を探し出すための指針となり、トポロジカル物質をスピントロニクスに利用するための材料開発が加速し、将来の半導体エレクトロニクス素子の低消費電力化に大きく寄与するものと期待されます。

本研究成果は、2023年8月25日付で、米国物理学会の専門誌Physical Review Bに注目論文（Editors’ Suggestion）としてオンライン掲載されました。