千葉大学大学院工学研究院の山田豊和准教授と大阪大学の多田幸平助教らによる共同研究チームは、身近な磁性材料として古くから知られる「鉄」を、物質の最小単位である単一原子まで小さくし、スピントロニクス注1）分野で広く利用されている「MgO/Fe(001)注2）」構造において、厚さ約1ナノメートル（nm）の絶縁膜上に吸着した単一の鉄原子を極めて安定した状態で固定することに成功しました。　この単一鉄原子は離散的な量子スピン状態を有しており、量子コンピューターや量子センサーの基本単位である量子ビット注...

千葉大学大学院工学研究院のピーター クリューガー教授は、近年発見された磁性体「交替磁性体注１）」の磁気構造を、原子レベルで測定できる新しい方法を発見しました。本研究では、光がらせん状に進む特殊な光（円偏光）を用いた「共鳴光電子回折（RPED）注２）」という手法を応用することによって、交替磁性体の磁気構造を直接検出することに成功しました。　本研究成果により、表面や薄膜など、従来の手法では評価が難しかった3次元構造以外の物質でも、交替磁性体であるかどうかの測定が可能となります。今後、未来型電子材料「交換磁性体」を用いた省エネ型情報デバイス等の実現...

千葉大学大学院工学研究院の山田豊和准教授、ピーター クリューガー教授、同大融合理工学府博士前期課程の林宏樹氏（研究当時）、および高知工科大学システム工学群の稲見栄一教授からなる研究チームは、走査トンネル顕微鏡（STM）注1）観察により、スピントロニクス材料注2）の「強磁性磁石と反強磁性磁石の界面」を活用し、電流が一方向に流れやすい原子レベルで平坦な1次元ストライプ状の電子ナノ構造を開発しました(図1)。今後、この強磁性体・反強磁性体の結晶構造を特定方向に整列させた2次元膜のテンプレートとして応用することで、スピントロニクス、量子デバイス、有機分子エレ...

千葉大学大学院工学研究院の山田豊和准教授、ピーター クリューガー教授、同大大学院融合理工学府博士後期課程の石井響誠氏、およびNana K. M. Nazriq氏（研究当時）からなる研究チームは、走査トンネル顕微鏡（STM）を用いて、パソコンやスマートフォンなどで磁気情報の書き込みを実現するために欠かせないデバイス「MgO/Fe積層薄膜」の表面観察を実施しました。その結果、このMgO/Fe積層薄膜の上に、電子が持つ小さな磁石のような性質である「量子スピン」を、 孤立した1個の状態で安定的に実現できることを、世界で初めて実証しました。この成果は、孤立した量子スピンが、将来的に量子センサーや量子コン...

現在の量子コンピュータが直面している誤り耐性の実現という課題を、物質中に現れるマヨラナ粒子と呼ばれる特殊な粒子を用いて解決する方法が有力視されています。しかし、この粒子は電子と違って電荷を持たないため電気的操作が難しく、決定的な制御法はまだ発見されていません。　福井大学大学院工学研究科の加藤康之准教授、東北大学大学院理学研究科の那須譲治准教授、千葉大学大学院理学研究院の佐藤正寛教授、東京大学大学院理学系研究科の大久保毅特任准教授、東京大学物性研究所の三澤貴宏特任准教授、東京大学大学院工学系研究科の求幸年教授らのグループは、スピントロニクス分野でよく用いられる温度...