超小型スピントロニクス量子磁力計の創成

• 研究課題/領域番号: 24K01323
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分29010:応用物性関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大兼 幹彦 東北大学, 工学研究科, 教授 (50396454)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2026年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2025年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2024年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: 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

研究開始時の研究の概要

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。