世の中の全ての物質は原子の集まりでできています。さらに原子は電子と原子核から成り立っていますが、電子は電荷だけでなく、微小磁石（スピン）としての性質も持っています。しかも、右回り（↑）と左回り（↓）の2種類のスピンが存在します。電子の電荷としての性質とスピンとしての性質の両者をナノテクノロジーによって融合することで、新しい電子デバイスの創成を目指す研究分野は『スピンエレクトロニクス (スピントロニクス) 』と呼ばれています。
研究内容RESEARCH TOPICS
スピン (究極の微小磁石)
ナノテクノロジーとスピンエレクトロニクス
以下にスピンエレクトロニクス(スピントロニクス)の代表的な素子である強磁性トンネル接合 (TMR素子) の模式図と実際に安藤研究室で作製した素子の断面電子顕微鏡像を示します。TMR素子は、二枚の薄膜強磁性体(磁石)で薄い絶縁体を挟んだ構造の素子です。絶縁体の厚さは、1ナノメートル程度と非常に薄く、この厚さを制度良く制御するためには、最新のナノテクノロジーが必要不可欠です。また、素子の性能を向上させるためには、強磁性体と絶縁体の界面を原子レベルで制御する必要があります。また、TMR素子の動作原理は、薄い絶縁体を電子が透過する量子トンネル効果を利用したもので、高性能な素子を開発するためには、ナノメートルサイズの領域で発現する量子現象を理解する為の量子力学の知識が必要です。
安藤研究室とナノテクノロジー
安藤研究室では、世界でもトップレベルの薄膜作製技術・素子微細加工技術・評価技術を有し、多数の優秀なスタッフ・学生とともに応用物理学を学ぶことで、全く新しい電子デバイスまたはテクノロジーを創出する為の研究を推進しています。以下に、TMR素子の応用例を示しますが、大容量・高速通信を可能にするマイクロ波発振器(超機能)、大容量・高速・低消費電力の不揮発性磁気メモリ(超集積)、超高感度生体磁気センサー(超感度)など、安藤研究室では、情報・通信社会のみならず、医療・福祉、環境・エネルギー分野などにも広く社会貢献可能なデバイス開発に注力しています。
東北大学大学院応用物理学専攻
安藤研究室
〒980-8579
宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-05
TEL 022-795-7949
FAX 022-795-7947