豊橋技科大ら,スピン波による高性能位相干渉器を開発

豊橋技術科学大学と慶應義塾大学らのグループは,磁性絶縁体中を伝わる磁石のつくる波(スピン波)を使った新しい演算素子を開発した(ニュースリリース)。

これまでの研究でスピン波位相干渉器を使うと,波の重ね合わせ(位相干渉)で強めあった状態と弱めあった状態を,ほとんど発熱がなく実現できることが実証されており,電子機器の飛躍的な性能向上と省電力化への応用が期待されている。しかし信号のエネルギー損失が大きく実用化の障害となっていた。

研究グループはこれまで使われてきたパーマロイ合金(FeNi)に代えて,磁性絶縁体(磁性ガーネット)を使い,両端に金の膜を形成する構造を作製した結果,伝播損失が100分の1で,反射によるノイズのない,世界最高性能の位相干渉を使った素子(位相干渉器)を開発した。

今までの技術では磁性金属であるパーマロイ合金を使っていたため,一方向にのみ伝播するが,磁性絶縁体ではこの制約はなく,あらゆる方向に伝播させることができる。

これは,複雑でより実用に近いデバイス設計を可能になることを意味する。直線上の配線だけではなく,斜めや直角,曲線といったスピン波の配線が可能になるという。

この技術によって,従来の半導体回路では達成できなかった低消費電力で飛躍的な処理機能をもつデバイスの開発が期待されるとしている。

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