材料分析の新たな展開

材料分析の新たな展開

タイムスタンプ：17年2024月10日午前00時XNUMX分

つくば市、日本、17 年 2024 月 XNUMX 日 – (ACN Newswire) – 国立研究開発法人物質・材料研究機構の研究者、矢地幸一郎氏と津田俊介氏は、 発展した 材料内の電子スピン状態の重要な側面を視覚化できる改良型の顕微鏡。スピンと呼ばれる電子の量子力学的特性は、日常世界の物体のスピンよりも複雑ですが、電子の角運動量の尺度としてスピンに関連しています。電子のスピン状態は、電子が構成されている材料の電子的および磁気的挙動に重大な影響を与える可能性があります。

iSPEMの概略図と取得できる画像
iSPEMの概略図と取得できる画像

矢地氏と津田氏が開発した技術は、イメージング型スピン分解光電子顕微鏡（iSPEM）として知られている。物質内の電子と光の相互作用を利用して、電子スピンの相対的な配列を検出します。特に、電子スピン偏極、つまり電子スピンが集合的に特定の方向にどの程度揃っているかに焦点を当てています。

チームの iSPEM マシンは、サンプルの準備と分析のために相互接続された 3 つの超高真空チャンバーで構成されています。電子は光エネルギーを吸収することによってサンプルから放出され、装置内で加速され、スピンフィルター結晶との相互作用によって分析されます。結果は画像として表示され、専門家はサンプル内の電子スピン状態に関する必要な情報を収集するために使用できます。

「従来のマシンと比較して、当社の iSPEM マシンはデータ収集効率を 1 万倍大幅に向上させ、空間分解能も 10 倍以上向上しました」と矢地氏は言います。 「これにより、これまでアクセスできなかったサブマイクロメートル領域のレベルで、微細な材料やデバイスの電子構造を特徴付ける大きな機会が得られます。」

この進歩は、スピントロニクスとして知られる急速に発展している分野の一部として、情報処理やその他の電子デバイスにおける電子スピン状態の利用の改善を促進する可能性があります。スピントロニクス応用では、従来の電荷の使用に加えて、電子のスピン状態を利用して情報を保存および処理します。

「これにより、量子コンピューターを含む、よりエネルギー効率が高く、より高速な電子デバイスが実現する可能性があります」とYaji氏は述べています。量子力学の微妙な動作をコンピューティングに適用することは、コンピューティング能力を別のレベルに引き上げる取り組みの最前線にありますが、これまでのところ、ほとんどの進歩は実用的な応用ではなく、難解な実証に限定されてきました。電子スピンの理解、制御、視覚化を習得することは、大きな前進となる可能性があります。

「私たちは現在、この機械を使って新世代の電子スピンベースのデバイス開発の可能性を調査する計画を立てています。これにより、これまで見えなかった微小で構造的に複雑なサンプルの特性を調べることができるからです」とYaji氏は結論づけた。

さらに詳しい情報
名前：矢地 幸一郎（やじ こういちろう）
物質・材料研究機構
Email: yaji.koicular@nims.go.jp 

紙： https://doi.org/10.1080/27660400.2024.2328206

先端材料の科学技術・手法について（STAM-M）

STAM Methodsは、Science and Technology of Advanced Materials（STAM）のオープンアクセス姉妹ジャーナルであり、方法論、装置、計測、モデリング、ハイスループットデータなど、材料開発を改善および/または加速するための新しい方法とツールに焦点を当てています。コレクション、材料/プロセス情報学、データベース、およびプログラミング。 https://www.tandfonline.com/STAM-M 

中道康史博士
STAMパブリッシングディレクター
Email: 中道康文@nims.go.jp 

先端材料の科学と技術のためのアジア研究ニュースによって配布されたプレスリリース。


トピック：プレスリリースの概要


情報源： 先端材料の科学と技術
セクター： 科学とナノテク

https://www.acnnewswire.com

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