2018 年度研究成果報告書

スピン注入流体駆動の研究

研究課題

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研究課題/領域番号	16H04023
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
研究分野	物性Ⅱ
研究機関	国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
研究代表者	中堂博之国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所先端基礎研究センター, 研究副主幹 (30455282)
研究分担者	家田淳一国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所先端基礎研究センター, 研究主幹 (20463797) 小野正雄国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所先端基礎研究センター, 研究副主幹 (50370375) 前川禎通国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 上級研究員 (60005973) 松尾衛国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 任期付研究員 (80581090) 高橋遼国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 博士研究員 (30782023)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	スピントロニクス
研究成果の概要	本研究課題では、電子スピンの分極した流れであるスピン流の角運動量を用いて流体を駆動することを目指す。流体とスピン流の間に角運動量相互変換の理論を構築し、検証実験を行う。スピン流注入による流体駆動の基礎原理となるスピン流体発電現象を微視的理論によって定式化し、流体の乱流よりも層流で大きく発電効率が向上することを予言するとともに、実験によってこれを実証した。また、磁性マイクロカンチレバーにスピン流を注入することで、スピン波スピン流注入による微細素子の駆動を初めて実現した。
自由記述の分野	スピントロニクス
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究課題において見出したスピン波スピン流による磁性カンチレバーの駆動現象は、スピン流が角運動量伝送のキャリアとして利用できることを初めて実証したものである。また、単純にスピン流を注入するだけで物体を駆動することが可能となることから、力学的な駆動素子を単純化、簡素化できるため、機械的な動作機能を目的としたマイクロデバイス等の動力原理となる可能性を有している。