前回に引き続き、38号目のネイチャーのハイライトより。
物性物理学： スピンの長距離輸送にスピンホール効果が役立つ
Nature 561, 7722
2018年9月13日
スピントロニクスは、電子の電荷の代わりに電子のスピンを利用するコンピューティング技術の開発を目指している。そのためには、スピンを輸送し操作する効率の良い方法が不可欠であり、電子スピンが自発的に整列するさまざまな強磁性材料において、調節可能なスピン輸送がすでに実証されている。しかし、電子スピンが自発的に反対方向を向いて整列する反強磁性体材料でできたデバイスは、強磁性体材料を用いたデバイスよりも安定で、より高い周波数で作動する可能性があるため、利点がいくつかある。今回M Kläuiたちは、絶縁体であるとともに反強磁性秩序を持つありふれた酸化鉄材料であるヘマタイトの単結晶を通る、電気的に調節可能な長距離スピン輸送を実証している。今回の実証結果を利用すれば、反強磁性絶縁体に基づくスピン論理デバイスを開発できる可能性がある。
Letter p.222
News & Views p.181
本論文については、日本語版の本誌では「物性物理学：反強磁性酸化鉄結晶における調節可能な長距離スピン輸送」で取り上げられています。
直訳しますと・・・
結晶性反強磁性酸化鉄における調整可能な長距離スピン輸送
Abstractは
スピントロニクスは、従来の電子機器におけるような電子電荷の輸送に代わるものとして、スピンの輸送、電子の固有の角運動量に依存する。スピントロニクス研究の長期的な目標は、スピンベースの低消費電力コンピューティングテクノロジデバイスを開発することです。最近、スピン電流の長距離輸送が強磁性絶縁体を横切って実証された[1]。しかし、最も一般的な種類の磁性材料である反強磁性秩序材料には、スピントロニクス応用のための強磁性系を超えるいくつかの重要な利点があります[2]。反強磁性体は正味の磁気モーメントを持たず、外部磁界に対して安定かつ不透明になり、テラヘルツスケールの周波数で動作します[3] 。反強磁性体の性質はスピン輸送のために望ましい[4,5,6,7]であるが、そのような輸送の間接的観察は反強磁性体を通したスピン透過がほんの数ナノメートルに限られていることを示している[8,9,10]。ここでは、スピン注入のスピンホール効果を利用して、最も一般的な反強磁性酸化鉄である反強磁性絶縁体ヘマタイト（α-Fe2O3）[11]の単結晶を通るスピン流の長距離伝搬を示します。外部磁場を用いて反強磁性共鳴周波数を調整することによって、スピンが蓄積してスピン流を生成するヘマタイト - 白金界面を通るスピン流の流れを制御します[12]。この単純な反強磁性絶縁体は、スピン情報を反強磁性ネール秩序と平行に数十マイクロメートル以上の距離に渡って伝達することがわかりました。このメカニズムは、最も有望な複雑な強磁性体[1]と同程度に効率的にスピンを輸送します。我々の結果は、室温で磁場なしで動作する、電気的に調整可能な超高速、低電力、反強磁性 - 絶縁体ベースのスピンロジックデバイス[6、13]への道を開く。
※”[ ]”はこの論文に使用された参考文献（Reference）です。
本論文のフルテキストは下記です。詳細が知りたい方はご購入下さいませ。
Full Text：Letter p.222
Tunable long-distance spin transport in a crystalline antiferromagnetic iron oxide
究極に溜まりに溜まったネイチャー。次回は、「材料科学： 三次元印刷による階層的構造体の形成」を取り上げます。
