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磁気の波で熱を移動させる新技術 電子機器などの省エネ化に期待

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磁気の波で熱を移動させる新技術 電子機器などの省エネ化に期待

東北大学、日本原子力研究開発機構、東邦大学は、磁気の波(スピン波)を用いて熱エネルギーを望みの方向に移動させる基本原理の実証に成功した。これにより熱エネルギーを制御して熱源から離れた場所へ運び、電子・マイクロ波デバイスなどの排熱効率を上げることが可能になり、次世代省エネルギーデバイス技術の開発に貢献することが期待される。

現在、デバイスに情報を入出力する方法として「電流」や「マイクロ波」が用いられているが、多くのエネルギーが熱として浪費され、発熱によりデバイスの動作が不安定になるため、効率的な排熱方法の開発が望まれている。

これを解決する新しい電子技術として「スピントロニクス」がある。スピントロニクスは、電子が持つ電荷の自由度に加えてスピン(磁気)の自由度も積極的に利用するもの。電力の消費を伴わない電流のスピン版である「スピン流」によって駆動されるため、大幅に消費電力を低減した不揮発性磁気メモリーや量子情報伝送が実現できると期待されている。

スピン流自身は原理的に発熱を伴わないため、デバイスの発熱問題も解決されると期待されているが、これまでのところスピン流の生成効率は小さく、スピン流の生成には発熱を伴う電流やマイクロ波を使用するため、依然として発熱の問題は解決されていなかった。

今回の研究では、スピン流の一種である、磁気の波(スピン波)を起源とするスピン波スピン流を用いて熱エネルギーを移動する新しい基本原理を見出し、実験・理論の両面で実証した。この原理によれば、熱エネルギーを望みの方向に移動してデバイスからの排熱効率をあげることができるため、スピントロニクスの次世代省エネルギーデバイス開発への応用が期待されている。

【参考】
科学技術振興機構 - 磁気の波を用いた熱エネルギー移動に成功

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