スピントロニクスという分野で研究を行っています。特に電子スピンに着目し、電子デバイスの演算に関する研究をしています。通常の計算は電荷だけを情報として扱っていますが、電子のスピンは三次元の任意の方向を向くことができ、スピンの量と方向を操作すれば、圧倒的な情報量を扱うことができます。また電荷は移動に伴いジュール熱が発生し、無駄なエネルギー消費となりますが、スピンの移動にはジュール発熱がなく、エネルギー効率の高い情報輸送も可能です。さらにスピン情報を強磁性体の磁化に転写すれば情報の長時間保存もできます。研究では、1つのトランジスタでスピンによる入力、演算から出力までの動作に成功し、今後は複数のトランジスタを組み合わせた論理演算に挑戦します。
面白かったからです。子供のころには、革新的な発展を続けるパソコンや携帯電話、音楽プレイヤーなどの電子機器の動作原理に興味をもっていました。大学を卒業する際には就職するかどうか迷いましたが、物事をじっくり考えるタイプで、教育にも関心があったため、研究の道に進みました。
2007年、スピントロニクスにはじめて触れました。当時、半導体については教科書で勉強することができましたが、この分野は教科書さえない状態でした。日々新しい発見があり、物理の教科書を世界中の研究者で創り上げている様子が非常に魅力的に感じました。
研究が進展した暁には、スマートフォンなどの電子機器に自分の開発した技術が入ったら嬉しいです。
論理計算の情報担体として電子スピンに着目することで、計算のアルゴリズムが大きく変わる技術革新を目指しています。例えば通常の電荷の回路だと、AND、ORなど回路の機能を変えたい場合は回路そのものを変えなくてはいけません。しかし、電子スピンの回路では、磁化をコントロールすることで機能を変えられます。１つのトランジスタで切替可能な分離演算が可能になり、今までのデバイスではありえない、動的に切り替わる回路も可能になります。
また、この技術が電子機器に搭載されると各段に性能があがります。パソコンの演算そのもののコストが下がることで、現在深刻な問題となっている電子機器全体の消費電力の削減に貢献できると期待しています。
さらなる企業の参入が必要だと思います。例えば、ハードディスクの記録密度をあげるために貢献したのがスピントロニクスの技術であり、多くの企業の参入がありました。現在はスピントロニクス技術を用いたメモリの技術開発が進んでおり、多くの企業が参入しています。そのような製品への応用が見通せるプロジェクトには企業も積極的に取り組んでいますが、スピントロニクス分野全体の発展には、論理計算の部分など、長期的視野にたったさらなる参画が必要と考えます。
