スピントロニクス入門 基礎から数値解析の実践まで

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• スピントロニクス入門（近代科学社ウェブサイト）

内容紹介

スピントロニクスは、電子の「電荷」と「スピン」の絡み合いを扱う分野で、beyond-CMOSエレクトロニクスの主役として注目されています。

本書は初学者に向け、磁性学の基礎から巨大磁気抵抗効果、スピン流、半導体スピントロニクスの動向までをやさしく解説します。第6・7章では、COMSOLを用いた磁性体の数値解析を実例とともに紹介し、スピン波・磁壁・スキルミオンの駆動からマルチフィジックス解析までを扱う、初学者の第一歩となる一冊です。

書誌情報

• 著者: 佐藤 勝昭, 福川 真
• 発行日: 2026-09-04
• 最終更新日: 2026-09-04
• バージョン: 1.0.0
• ページ数: 304
• 対応フォーマット: PDF, EPUB
• 出版社: 近代科学社Digital

対象読者

磁性学,巨大磁気抵抗効果,GMR,スピン流,スピントランスファートルク,磁性半導体,希薄磁性半導体,CMOS,磁気ヒステリシス,磁気異方性,スピン偏極バンド構造,COMSOL,磁性体シミュレーション,スピン波,磁気スキルミオン,マルチフィジックス解析,スピンホール効果,スピン拡散に興味がある人

著者について

佐藤 勝昭

東京農工大学　名誉教授
工学博士（電子物性工学）
1966年 京都大学大学院工学研究科修士課程修了。同年NHK入局，大阪放送局を経て，1968～84年 基礎研究所，1984年 東京農工大学工学部助教授，1989年 同教授，2005～07年 同理事・副学長(教育担当），2007年～東京農工大学名誉教授。2007～13年 JSTさきがけ「次世代デバイス」研究総括。2008～19年 JST研究広報主監，2010～18年 JST研究開発戦略センターフェロー。
執筆担当：第1章～第5章

福川 真

計測エンジニアリングシステム株式会社 シニアエンジニア
JSME計算力学技術者，固体力学分野1級
JSME計算力学技術者，熱流体分野1級
JSME計算力学技術者，振動分野1級
執筆担当：第6章，第7章

目次

第1章　スピントロニクスを学ぶための磁性の基礎知識

• 1.1　身の回りの磁石と磁性体
• 1.2　磁石の磁力のもとはなにか
• 1.3　金属磁性体の磁力のもと
• 1.4　マクロにみた磁性体

第2章　巨大磁気抵抗効果がハードディスクを変えた

• 2.1　はじめに
• 2.2　巨大磁気抵抗の発見
• 2.3　室温トンネル磁気抵抗(TMR)の発見
• 2.4　TMRに革命的なブレークスルー
• 2.5　固体磁気メモリ(MRAM)の登場

第3章　スピン流が開く新しい物理

• 3.1　スピン流とは
• 3.2　スピン流と電流の相互変換
• 3.3　スピンカロリトロニクス
• 3.4　磁性絶縁体を伝わるスピン流
• 3.5　スピン流に関する最近の話題

第4章　半導体スピントロニクス

• 4.1　磁性半導体とスピントロニクス
• 4.2　シリコン・ゲルマニウムとスピントロニクス

第5章　スピントロニクス最近の話題

• 5.1　ダイヤモンドNV中心の量子センサーへの応用
• 5.2　スピンフォトニクスを活用した光回折型ニューラルネットワークのAIへの展開
• 5.3　スピントロニクスリザバーコンピューティング

第6章　スピントロニクスの数値解析（基礎編）

• 6.1　COMSOL Multiphysicsとは
• 6.2　COMSOL Multiphysicsの特徴
• 6.3　COMSOL Multiphysicsの操作画面と操作方法について
• 6.4　スピン移行トルク効果による磁壁の駆動シミュレーション
• 6.5　スピン波の伝搬シミュレーション
• 6.6　ジャロシンスキー・守谷相互作用を考慮した磁壁の磁場応答
• 6.7　STT効果を用いた磁気スキルミオンの駆動

第7章　スピントロニクスの数値解析（発展編）

• 7.1　マイクロマグネティクスと磁場の連成（磁気双極子相互作用）
• 7.2　マイクロマグネティクスの伝熱とのカップリング
• 7.3　マイクロマグネティクスとマイクロ波との連成
• 7.4　マイクロマグネティクスと構造力学との連成（磁気弾性効果）
• 7.5　マイクロマグネティクスのその他の連成解析（異常ホール効果など）
• 7.6　スピン輸送方程式のモデリング1：スピン拡散方程式
• 7.7　スピン輸送方程式のモデリング2：スピンホール効果
• 7.8　第6章および第7章のまとめと今後の展望