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筑波大、超高速電子スピンを捕捉できる顕微鏡開発:日刊工業新聞

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 筑波大学数理物質系の重川秀実教授らの研究グループは、1000兆分の1秒の電子スピン(電子の自転)の運動をとらえることができる顕微鏡を開発した。原子が並んだ構造を観察しながら、同じ場所でスピンの超高速の運動をとらえ、その性質を調べることができるようになる。

 重川教授らは、原子1個を見ることができる走査型トンネル顕微鏡(STM)と、1000兆分の1秒の現象をとらえることができるレーザー技術を融合した顕微鏡技術を開発した。
 幅6ナノメートルと8ナノメートルで作製した量子井戸(半導体素子の薄膜構造)の中で、向きをそろえた電子スピンが1000億分の1秒程度の時間で乱れていく様子を、たった一つの量子井戸からの信号として直接とらえることに世界で初めて成功した。
 また、電子スピンが磁場の回りを回転(歳差運動)する様子も観察できた。研究チームは2010年に、時間と空間の両方で極限的な分解能を持つ顕微鏡を開発した。今回、そこにスピンの情報を得る機能を加えた。

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