新しいタイプの電子機器への道を開く可能性のあるブレークスルーで、科学者は、2次元材料の電子のスピンの最初の電気的操作を実証しました。
Nature誌で報告されたこの発見は、カリフォルニア大学バークレー校のスティーブンパーク教授が率いる研究者チームによって作成されました。チームは、ジスルフィドモリブデン（MOS2）と呼ばれる材料を使用しました。これは、厚さがわずかな原子しかない2次元半導体です。
従来の電子機器では、電子の流れは電荷によって制御されます。ただし、スピントロニクスでは、電子のスピンも情報をエンコードするために使用されます。これにより、従来の電子機器よりも速く、エネルギー効率が高く、安全な新しいタイプのデバイスにつながる可能性があります。
バークレーチームは、Spin-Orbitカップリングと呼ばれる手法を使用して、MOS2の電子のスピンを電気的に操作することができました。スピン軌道結合は、電子のスピンが原子核の電界と相互作用するときに発生する相対論的効果です。
MOS2の電界を慎重に制御することにより、研究者は電子にスピンフリップを誘導することができました。つまり、電子のスピンが反転しました。電子スピンの電気操作が2次元材料で実証されたのはこれが初めてでした。
この発見は、スピントロニクスの分野での大きなブレークスルーです。電荷ではなく電子のスピンに基づいた新しいタイプの電子デバイスの開発につながる可能性があります。これらのデバイスは、データストレージ、コンピューティング、センシングなど、さまざまなアプリケーションに使用できます。
「これは、スピントロニクスの開発における大きなマイルストーンです」とパーク教授は言いました。 「2次元材料で電子のスピンを電気的に操作できることを示しました。これにより、スピントロニックデバイスの開発のための新しい可能性が開かれます。」
この研究は、国立科学財団と米国エネルギー省によって資金提供されました。
