（独）物質・材料研究機構は12月24日、東北大学と共同でエレクトロニクス技術を用いた現在の集積回路の壁を超える次世代素子実現に新しい道を開いたと発表した。電子が持つ磁石としての性質「スピン」を、電荷としての性質とともに活用するスピントロニクス素子の新しい制御手法を開発したもので、将来的により高性能・低消費電力の集積回路の開発につながると期待している。
　同機構の林将光・主任研究員らと東北大の大野英雄教授らの研究グループが開発した。
　固体中で電子は、小さな磁石のように振る舞い、その磁石の性質を決めているのがスピン。従来の集積回路は、電子の電荷としての性質を利用するエレクトロニクス素子だが、スピントロニクスはスピンの活用も目指す次世代技術として注目されている。
　その研究の一環として、スピンの向きで情報を記録する高密度メモリーの開発が進んでいるが、従来検討されている磁場によるスピン制御技術では消費電力が大きく高集積化には対応できない。このため電気的にスピンを制御する方式も研究されているが、この方式でもより一層の低消費電力化が課題となっていた。
　今回開発したのは、このスピン制御をより低電力で実現する技術。研究グループは、膜厚が数原子層の磁性層（コバルト鉄ボロン）を金属層（タンタル）と絶縁層（酸化マグネシウム）で挟んだ積層膜を試作、金属層に流す電流でスピンを制御する実験に取り組んだ。
　この結果、金属層の膜厚を1nm（ナノメートル、1nmは10億分の1m）単位でわずかに変えるだけで、スピン制御に必要な電流が大きく変わることを確認。膜厚を変えることでより低電力でもスピン制御できる可能性を見出した。研究グループは、この現象がなぜ起きるかについても突き止めている。
　今回の成果について研究グループは、従来のスピン制御技術と比べ情報の書き込みエラーが少なく消費電力も軽減できるとみており、「将来の高性能で低電力な論理集積回路の開発にもつながる」と期待している。

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