スピントロニクスは、従来のエレクトロニクスに対する潜在的な利点の範囲として非常に注目を集めている分野です。これらには、消費電力の削減、高速動作、不揮発性、新機能の可能性が含まれます。
スピントロニクスは電子の固有スピンを利用しており、この分野の基本はスピン自由度、つまりスピン流の流れを制御することです。科学者たちは、将来の応用のためにそれらを作成、削除、制御する方法に焦点を当てています。
スピン流を検出するのは簡単なことではありません。これには、材料全体の全体的な電圧変化を調べる巨視的な電圧測定の使用が必要です。しかし、よくある障害は、このスピン流が実際に材料自体の中でどのように移動または伝播するかについての理解が不足していることです。
研究者チームは今回、スピン流が温度とともにどのように変化するかを予測する方法を報告した。この研究は、 アプライドフィジックスレターズ.
「中性子散乱と電圧測定を使用して、材料の磁気特性がスピン流が温度に応じてどのように変化するかを予測できることを実証しました」と、論文の共著者で東北大学金属材料研究所准教授の南部祐介氏は述べています（ IMR）。
南部らは、スピン流信号が特定の磁気温度で方向を変え、低温では減少することを発見した。さらに、彼らはスピンの方向、つまりマグノン分極がこの臨界磁気温度の上下で反転することを発見した。このマグノン分極の変化はスピン流の反転と相関しており、その伝播方向が明らかになります。
さらに、研究された材料は、明確なギャップ エネルギーを持つ磁気的挙動を示しました。これは、このギャップエネルギーに関連する温度より下ではスピン流キャリアが存在せず、より低い温度ではスピン流信号の減少が観察されることを示唆しています。注目すべきことに、スピン流の温度依存性は指数関数的減衰に従い、中性子散乱の結果を反映しています。
南部教授は、彼らの発見はスピントロニクス研究における微細な詳細を理解することの重要性を強調していると強調する。 「磁気の挙動とその温度変化を明らかにすることで、絶縁磁石中のスピン流を包括的に理解することができ、スピン流をより正確に予測し、性能が向上した先端材料を開発する可能性への道が開かれるでしょう。」