Experimental investigation of nuclear magnetic resonance by means of spintronic technique

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18686
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kikkawa Takashi 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (60828846)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 核スピン / 核スピントロニクス / 核磁気共鳴 / スピン流

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have explored a new spectroscopic approach that combines nuclear magnetic resonance (NMR), relying on the high coherence of nuclear spins, with spintronics technology, which offers high operability and functionality. Our research focused on magnetic materials with small magnetic anisotropy and significant coupling effects between electronic spins and nuclear spin (NMR) modes through hyperfine interaction. We successfully detected signals based on the nuclear spin precession induced by microwave input. The result obtained here may open the door of new type of NMR spectroscopy.

Free Research Field

スピントロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、情報記録や読み出しの根幹技術となっているスピントロニクス分野の手法を使って、原子核スピン（核スピン）の状態を電気的に制御したり、読み出す新しいタイプの物理現象及び分光学が開拓された。素子に高周波電流を流すだけで、実効的に核スピンに働く有効磁場（超微細磁場）を制御でき、核スピンと電子スピンの制御を実現したことは、基礎・応用の両面において意義深いと言える。今後本研究で見出した手法を利用することで、核スピントロニクス分野の発展及び学理構築が実現されていくと期待される。