도쿄대학의 연구그룹은 작은 전류를 흘리는 것만으로 N극과 S극이 반전하는 자석을 실현했다.
최근, 정보를 자화의 방향으로서 축적하여 고속으로 판독하는 기술의 연구가 진행되고 있다.이러한 기술을 이용하여 새로운 디바이스를 실현할 수 있으면, 대폭적인 전력의 삭감이 가능해질 것으로 기대된다.
그러나 자화의 방향을 바꾸려면 일반적으로 큰 전력이 필요하다.자화 반전에는, 전자의 스핀의 방향을 자화에 전달하는 방법이나, 강자성 금속 박막과 비자성 금속 박막을 접합시킨 2층 구조에 전류를 흘림으로써 생기는 스핀 궤도 토크라는 힘을 이용한 방법 등이 사용되지만, 모두 107Acm-2 정도의 큰 전류가 필요하다.
이번에 제작한 것은 갈륨비소라는 반도체에 망간 원자를 수% 도핑한 강자성 반도체 GaMnAs로 구성된 극박막이다.이 박막에 전류를 흘리는 것만으로 그것도 3.4×105Acm-2 정도의 매우 작은 전류 밀도로 자화의 반전이 가능하다고 한다.이 값은 기존의 자화 반전 연구에서 필요했던 전류 밀도보다 2자리 정도 작은 값이다.
GaMnAs에는 자석으로서의 성질과 함께 내부에 상대 론적 양자 효과인 스핀 기동 상호작용이 존재하고, 이것이 저전류 밀도에서의 자화 반전을 가능하게 하고 있다고 본 그룹은 추측하고 있다 .또한, 스핀 궤도 상호 작용을 충분히 활용하기 위해서는, 큰 파수를 갖는 전자(또는 정공)가 전도에 기여하고 있을 필요가 있는 것도 밝혀냈다.이상으로부터, 자석이 되는 물질의 내부에 큰 스핀 기동 상호작용과 큰 파수를 갖는 전자가 존재하면, 저전력으로 자화 반전할 가능성이 있는 것이 발견되었다.
본 성과에 의해 저전력으로 자화 반전할 수 있는 새로운 재료 탐색이 가속될 것으로 기대된다.
