「磁性半導体」に関連した動画の一覧

	強磁性半導体によるスピントロニクス・デバイスの開発  [慶應スピントロニクス 研究連携先 - 大野研究室 , 東北大学] 東北大学 電気通信研究所 ナノ・スピン実験施設では、大野英男教授を中心に半導体と磁性体の両方の性質を合わせ持つ強磁性半導体の基礎研究に取り組んでいます。 Q「半導体とそれから磁性体、つまり集積回路を作る材料とハードディスクを作る材料というのは別々なものですけども中を考えていくと同じ電子の違う側面を使ってると。電気を使っているという事と小さな磁石であるという事を別々に使ってると。じゃあ一緒にしてみたらば新しい機能、あるいは新しい現象というものが我々がいうような形として現象が見えてくるんじゃないかと。」 今まで個別に研究が進められていた半導体と磁性体の性質を合わせ持つ強磁性半導体の開発が進めば、電荷を使わない高性能不揮発メモリや再構成が可能な論理回路等への応用が可能になると期待されています。 大野英男研究グループで研究を進める松倉准教授はその基礎研究として、Ⅲ-Ⅴ属化合物半導体の中でもガリウムひ素やインジウムひ素といった材料に着目し、磁性元素であるマンガン元素をドーピングし強磁性を発現させる研究開発をおこなっています。 Q「そもそも強磁性半導体というものは我々が開発した材料で、実際何に使えるか分からないまま研究を進めてきました。で色んな方々を交流をとって、ああこういう事に使えるんじゃないか、ああいう事に使えるんじゃないかという事で研究を進めてます。 それはもちろん材料作製だけじゃなくて実際に素子に加工して将来どういう応用の可能性があるかという事も探索してます。」 磁性の研究開発に長い歴史と膨大な知識を持つ東北大学 電気通信研究所では、スピントロニクスの未来を支える強磁性半導体の研究開発にも多くの学生が参加しています。 Q「僕たちが ... 2010年07月15日再生回数 1962
	半導体中の電子や核の量子力学的スピンコヒーレンスの応用を目指して  [慶應スピントロニクス 研究連携先 - 大野研究室 , 東北大学] 東北大学 電気通信研究所 ナノスピン実験施設において、大野英男研究グループではスピントロニクスの量子力学的な側面の解釈とその応用に向けた研究もおこなっています。 現在エレクトロニクスを支えている半導体デバイスの多くは非磁性で磁石としての振る舞いはほとんど見られませんが、非磁性半導体においてはスピンの量子的な振る舞いが顕著に現れます。 そこを制御し、新しい情報通信技術や量子計算機などに活かそうと開発を進めています。 Q「半導体っていうのは集積回路を半導体で作る訳なんですけども、半導体を磁石にして半導体の中で電気の効果とスピンの効果を一緒に使おうという研究をしています。それは必ずしも半導体である必要はないんですけども、電気的な効果で磁石を制御する、磁気的な効果で電気的なものを制御するという新しいパラダイムをそこで見いだそうとしています。」 非磁性半導体のスピン、特に核スピンはその量子力学的な位相を保持する時間が長い事が知られています。 大野英男研究グループ内で研究を行なう大野裕祐三准教授はそういったスピンの量子力学的な面を透過型時間分解ポンププローブ法や時間分解ファラデー・カー回転法といった光を用いた方法で高感度に検出し、物性の理解と応用へ向け研究を進めています。 Q「スピンというのは量子力学的な物理量領でして、その量子力学的な状態を長く保持する事が出来ればこれが計算機の中の１と０の役割をそのスピンの上向きと下向き、更に量子力学的に位相と呼ばれる１と０のちょうど重ね合わせた状態、そいういったものをリソースとして使う事が出来れば、例えば量子コンピューティングですとかあるいは量子通信等新しい情報通信の基盤となるデバイスに応用出来る ... 2010年03月23日再生回数 4299
	半導体新材料の開発:筑波大学 黒田研究室  [慶應スピントロニクス 研究連携先 - 筑波大学院 数理物質科学研究科 （物質工学系）黒田 眞司] 「半導体スピントロニクス実現に向け、磁石となる半導体新材料の開発を行う」 筑波大学にある黒田研究室では新しいエレクトロニクスの材料開発に取り組んでいます。 新しいエレクトロニクスとはスピントロニクスと呼ばれるテクノロジーですQ.「スピントロニクスというのは電子のスピンを利用していろいろな機能、例えば情報の伝達とか演算とか或いは記録（記憶）などの機能を実現しようとするもので、次世代のエレクトロニクスとして注目を集めているという、そういう分野です。 従来の半導体エレクトロニクスというのは電子の電荷だけを用いて、様々な機能を実現して来たわけですけれども、シリコンのテクノロジーというのがその代表格で、今までムーアの法則と呼ばれる法則に従って凄まじい勢いで微細化、高集積化というのが行われて来たのです。しかし乍(ながら)その微細化も近い将来限界を迎えるという風に予想されていまして、その限界を打破して更なる高集積化、高速動作或いは低消費電力そういうものを実現する為に今、いろんな新しい技術というものを提案されているわけですけれども、その中でスピンエレクトロニクスというのはその一つとして期待されています。」 新たらしい可能性を秘めたスピントロニクス。 しかし、この技術を扱うには大きな壁を乗り越えなくてはなりません。 Q.「電子というのはスピンの性質を持っていて、ですから電子１個１個というのは言ってみれば、ミクロな磁石としての働きを持っているわけですけれども、スピンが沢山集まると普通の場合だとスピンの向きというのはバラバラになってしまってそのままでは、それを利用したデバイス機能というのはそのまま作る事は出来ないと ... 2010年09月30日再生回数 928
	計算機ナノマテリアルデザインによる次世代デバイス材料の実現を  [慶應スピントロニクス 研究連携先 - 吉田研究室 , 大阪大学] 大阪大学大学院 基礎工学研究科 吉田研究室では新機能物質やデバイス材料のデザイン、新規物性の探索・解明をおこなっています。 現在産業が発展していく上で様々な材料が求められていますが、吉田研究室では量子力学を使い、実験が行なわれる前にその材料となる物性を予言しデザインする事で、より精度の高いデバイス材料の設計に役立てているのです。 Q「今現在発見されてる材料というのはインジウムひ素とかガリウムひ素とかいう半導体の中にマンガンっていう金属を入れた、磁性金属を入れたものなんですけど、それの違う組み合わせでより優れた特性を持っているものを見つけるというものをまず１つは考えております。」 現在使われている電子の電荷を利用した集積回路は微細化により発展を続けてきましたが、近い将来その限界が訪れる事をムーアの法則により明らかにされています。 その限界を超える次世代デバイスのための研究が電子の持つもう１つの特性であるスピンの自由度を使った半導体スピントロニクスの開発です。 しかし、現状では半導体スピントロニクスに必要な強磁性を持つ材料は非常に低温な環境でしか確認が出来ていません。 そこを吉田研究室では量子力学を用いた第一原理計算による計算機ナノマテリアル・デザインにより切り開こうと考えています。 Q「この方法のいいところはですねものが半導体であるとか金属であるとかそういうのに限らずですね、原子番号だけを入力してやるとその物質の性質をある程度の精度で予測できる、そういう意味で、あの、これですと作る物質がどうなるかっていうのを前もって知ってなくても完全に知らない状態から計算をはじめて予測出来ますから、こういう我々のやりたいような物質探索みたいな ... 2010年04月05日再生回数 927
	新機能の発現を目指した物質の形成過程の解明  [慶應スピントロニクス 研究連携先 - 吉野研究室 , 東京工業大学] 東京工業大学の吉野研究室では、高品質なスピントロニクス材料の開発、半導体の表面上での結晶成長に伴う表面動的過程の解析、そしてトンネル磁気抵抗や電流注入磁化反転の機構の解明を目指して、物理学的な観点から研究を進めています。 ON： 磁性体の中を、電流が流れるわけですけども、流れている電子というのは丁度、電子が詰まった一番上の所の電子の性質が非常に電流に起用しますが、そこの電子が全部一方方向のスピンを持った物で、方向を向いた磁石だけで構成されているようなそういう物質がハーフメタルと呼ばれている物質ですが、そういう物があると電流を流してやると実は一方方向の磁石の向きを向いている磁石だけが流れるということになって、いろいろな性質が非常に促進される、エンハンスされる。そういった物が半導体の上に作れると非常に面白く、そして性能のいいデバイスができる。そういった物を作りたいというのが我々のひとつの目的になっています。 NA： 一般的に、ハーフメタルは超高真空をベースとする手法を用いて作製されています。しかし、表面に蒸着する原子が不規則に並ぶため、必ずしも理想の物質が作れるとは限りません。吉野研究室では、まず物質が形成される過程を理解することを重要な研究課題と考え、電子線回析や走査型トンネル顕微鏡を用いて、異なる物質の表面上の原子の振る舞いを解析しています。 ON： 物質の性質というのは原子配列によって、物凄く変わるというわけで、いろんな物をつくれる可能性を秘めている訳で、それはやはり表面で原子がどういう風な振る舞いをしてるかを理解することに、全て掛かっているだろうというわけです。 例えばガリウム砒素の上にマンガン砒素なりクロム砒素という ... 2011年04月19日再生回数 200
	スピントロニクス技術で新たな半導体テクノロジーを切り拓く  [慶應スピントロニクス 研究連携先 - 田中研究室 , 東京大学] 東京大学 田中研究室では、電子のスピン機能を活用した21世紀の新しいエレクトロニクスを担うスピントロニクスの開発研究に力を入れ、世界をリードする研究を展開しています。 Q「今、私達が使っているコンピューターはシリコンLSIで出来ていますが、シリコンのLSIというのはシリコンのトランジスタで出来ていて、非常に極限にまで微細化したデバイスが使われています。しかし、その微細化の限界が近づいていまして、微細化していきますと消費電力は非常に増える一方であったり、あるいはその微細化するとコストがかかったり、物理的にも経済的にも限界に近づいています。」 これまでエレクトロニクスや情報通信技術を支えてきた半導体においては電子の電荷のみが利用されてきましたが、田中研究室では電子の持つもう一つの自由度である「スピン」を用いることによって新しいエレクトロニクスのパラダイムを作り出そうとしています。 スピンは古典力学で言えば電子の自転になります。この自転は決して止まることがないので、電子はそれ自身が世界最小の磁石であると言えます。このスピンの向きを制御する事により強磁性を発現させたりスピンを制御することが、スピントロニクス技術の大きな鍵となります。 Q「磁性体においては電子のスピンが揃った状態、それが強磁性の状態ですけれども、それを使っているわけです。強磁性を使いますと、高密度の記録媒体というのが出来ます。そのひとつは、コンピューターで使われているハードディスク、それから次世代の不揮発性メモリーとして期待されているMRAMという不揮発性記憶デバイスがあります。 それから、半導体だけでは出来なかった磁気光学効果を使ったデバイス、これは光通信であるとか、光情報 ... 2010年11月15日再生回数 1513
	量子ドット構造によるスピントロニクス・デバイスで未来を拓く  [慶應スピントロニクス 研究連携先 - 勝本研究室 , 東京大学] 物性研究所東京大学 物性研究所 勝本研究室ではデバイス中で１個の電子の移動を制御する「単電子効果」と電子が確率の波として振舞い干渉し合う「量子干渉効果」を中核にして、電子スピンとの絡み合いを通してスピントロニクスの研究を進めています。 量子効果の研究では量子ドットと呼ばれる構造を使い、電子同士が反発するクーロン力を利用し１個単位で増減させる事で電子スピンの制御を試みています。この技術によって開発されたデバイスが１ミクロンより遥かに小さな単電子トランジスタです。 Q「これくらい小さくなりますと一個の電子のクーロン力でも非常に強くなってですね次の電子をブロックしてしまう事が出来る。である時はブロックして、ある時は流すと、いう事を使う事によってちょうどこの中にいる電子の数を一個づつ制御する事が出来ます。電子の数０個から１０億個くらいまで制御する事ができます。 でそれを使って中でスピントロニクスをやろうって訳です。」 １個単位でスピンを操作出来る単電子トランジスタの開発が進めば、CPUような演算素子の構成をする上で大きな役割を果たす事になります。 また量子干渉効果の研究では量子が持つ波動特性を利用し、干渉の強弱を調べる事で電気伝導に転写する実験もおこなっています。 これらの実験成果を活かしたスピントロニクスデバイスが完成すれば、微量の電力で動く究極の省電力となるため原理的には乾電池１本でコンピューターが１００年以上の使用できるようになります。 Q「色んなものをどんどん小さくしていくと今のデバイスは駄目になるという事が言われていまして、もちろんその発熱の件もあるんですけども、それから色んな量子ゆらぎと呼ばれているものですね。そういうものが ... 2010年03月17日再生回数 3769
	物質の接合界面での新しいスピン機能  [慶應スピントロニクス 研究連携先 - 伊藤・谷山研究室 , 東京工業大学] 伊藤・谷山研究室では、物質の界面での「磁気」と「機能」の開発を念頭に、物質系の組み合わせ、特に磁性体と半導体、強誘電体といった異なる種類の物質同士の接合界面でのスピンに関する物理現象の解明に取り組んでいます。 Q."例えば、磁性体と半導体、もしくは磁性体と強誘電体そういったものの組み合わせで、それを接合した時の境界領域で新しい性質が出てきます。そういった異なる物質と接合した時に出てくる特徴的な性質を有効的に活用することによって、それを利用したスピントロニクスの研究を進めています。" 現在、異なる物質同士の界面では特異な性質が出やすいことが分かっており、現在のコンピュータに使用されているハードディスクの読み取りヘッドなどは、この性質を積極的に使うことによって機能しています。中でも、元々それぞれが特異な性質をもつ磁性体と強誘電体を接合すると、接合界面ではそれぞれの物質が持っている固有の性質とは全く異なる現象が起こるのです。" Q."磁性体の磁化の配向というものは磁性体の格子の歪とか、そういったものに非常に敏感なのです。とういことはある物質とある物質を組み合わせて接合すると、その接合の界面のところに、大きな歪が生じます。その歪が生じるとその磁性体の性質がガラッと変わる場合があります。その大きな磁性体の性質が変化を利用することによって、例えば磁性体中の電気のスピンの方向を制御するといった、そういうことを行っております。" また、伊藤・谷山研究室では、磁性体の内部のスピンの揃った電子を半導体の中に注入する技術も開発し、その際にスピンが半導体の中に入ったことを検出する為に光学的な手法を使って測定をしています。 Q."我々が使っている ... 2011年04月12日再生回数 526
	半導体と磁石を原子レベルで接合して新機能電子デバイスを創出する  [慶應スピントロニクス 研究連携先 - 浜屋究室 , 九州大学] 「半導体と磁石を原子レベルで接合して新機能電子デバイスを創出する」 九州大学 大学院システム情報科学研究院 情報エレクトロニクス部門浜屋 宏平ここ、九州大学にある浜屋研究室では、半導体で代表的な材料として知られているシリコンに、磁石の性質を有する材料を原子レベルで接合させることで、これまでにない次世代の電子デバイスを開発しようとしていますQ 実際に2025年には微細化の限界に達すると言われてる半導体シリコンLSI技術、浜屋研究室では、この状況を打破するため、シリコンに電子の磁石的な性質『スピン』と注入することで、半導体デバイスに新しい原理を導入しようとしています。 Q しかし、シリコンとスピンを注入することのできる強磁性材料は、材料を構成する原子種や結晶構造に大きな違いがあるため、その2種類を接合させ、シリコン中で磁石の性質のスピンを検出するためには、非常に特殊な環境における最先端の結晶作製技術と、素子作製から物性測定までの粘り強い試行実験が必要です。 Q 2010年04月08日再生回数 2061
	広島ものづくり調査 半導体業界を支えるトップクラスの技術  この映像は、平成16年度に製作しました。広島ものづくり調査、半導体業界を支えるトップクラスの技術を誇る、ローツェ株式会社をご紹介します。 2011年03月10日再生回数 1323