超小型スピントロニクス量子磁力計の創成

Research Project

Project/Area Number	24K01323
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 29010:Applied physical properties-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	大兼幹彦東北大学, 工学研究科, 教授 (50396454)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000) Fiscal Year 2026: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000) Fiscal Year 2025: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000) Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords	スピントロニクス / トンネル磁気抵抗センサ / 核磁気共鳴 / 量子磁力計
Outline of Research at the Start	本研究は，超小型の量子磁力計を，最先端のスピントロニクス技術で実現しようとする独創的な提案である。具体的には，強磁性トンネル接合磁気センサ (TMRセンサ) を，蛍石などのフッ化物基板上に形成し，19Fの核磁気共鳴 (NMR) 信号周波数を測定することで，微弱な直流磁場を1 ppm以下の精度で計測可能な量子磁力計を実現する。そのために，高い出力を維持しつつ，劇的な低ノイズ化を実現するための新規材料開発，歳差運動状態を長時間維持するフッ化物材料探索，オンチップNMRを実現するための素子開発を行う。このことで高い精度で直流磁場を測定可能なスピントロニクス型量子磁力計が実現できる。