スピントロニクス磁気センサの基礎と開発動向・応用展開

セミナー趣旨、ポイント

　医療・介護費の増大、人手不足によるインフラ維持管理の高負荷・高コスト化、地球温暖化・エネルギー問題などの様々な社会課題が顕在化している。これらの深刻な社会的課題を解決するため、あらゆるモノから膨大なデータを取得し、AIによって効率的なデータ解析を行う、超スマート社会の実現が期待されている。この超スマート社会の実現のため、従来技術では達成不可能であった、高感度・高精度・信頼性を備えた量子センサ素子の創成が期待されている。
　スピントロニクス磁気センサは、強磁性体/絶縁体/強磁性体からなるトンネル磁気抵抗 (TMR) 素子を基本構造とし、素子に印加された微弱な磁場の変化を電子のトンネル確率の変化として、高感度に読み出すことが可能な量子デバイスである。TMR素子は、既にハードディスクヘッドや磁気ランダムアクセスメモリとして実用化されているが、約10年間の我々のグループの研究開発によって、超伝導体を用いた磁気センサ (SQUID) に迫る感度が室温下で実現され、微弱な心磁場・脳磁場や核磁気共鳴信号の検出にも至っている。また、非常に高い感度のみならず、センサの動作可能な磁場範囲が、地磁気以上と極めて広い特長を有する。この特長により、室温かつ磁気シールドルームフリーの環境下において、生体から生じる微弱磁場が測定可能になっている。これらの成果に対して、多くの国内外の企業・研究機関の関心が高まっており、医療・ヘルスケア・インフラ保全・エネルギーマネジメント等の幅広い領域でのユースケースの開拓と実証が期待されている。
　本講演では、スピントロニクス磁気センサの基礎から、最近の劇的な性能向上を果たすに至った技術の詳細を解説するとともに、いくつかのユースケースでの応用例を示す。さらに、研究開発責任者として推進中のSIPプロジェクト、BRIDGEプロジェクトの実施内容についても紹介する予定である。

こんな方におすすめ

・高感度な室温量子磁気センサにご興味をもっている方
・IoT技術によって医療・ヘルスケア・インフラ・エネルギーなどの諸課題の解決を考えている方
・スピントロニクスや量子力学の専門知識がなくても理解できるレベルの内容

得られる知識

・スピントロニクスの重要技術である磁気抵抗効果の基礎
・磁気抵抗効果を利用したスピントロニクス磁気センサの基礎
・スピントロニクス磁気センサのユースケースと開発動向
・スピントロニクス磁気センサの将来展望