| 年度 |
2026年度 |
開講部局 |
先進理工系科学研究科博士課程前期先進理工系科学専攻量子物質科学プログラム |
| 講義コード |
WSP05400 |
科目区分 |
専門的教育科目 |
| 授業科目名 |
磁性・スピン工学特論 |
授業科目名
（フリガナ） |
ジセイ・スピンコウガクトクロン |
| 英文授業科目名 |
Magnetism and Spintronics |
| 担当教員名 |
亀田 卓 |
担当教員名
(フリガナ) |
カメダ スグル |
| 開講キャンパス |
双方向 |
開設期 |
1年次生 後期 ３ターム |
| 曜日・時限・講義室 |
(3T) 火5-6 |
| 授業の方法 |
講義 |
授業の方法
【詳細情報】 |
オンライン（同時双方向型） |
| 講義中心 |
| 単位 |
1.0 |
週時間 |
2 |
使用言語 |
E
:
英語 |
| 学習の段階 |
6
:
大学院専門的レベル
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| 学問分野（分野） |
25
:
理工学 |
| 学問分野（分科） |
12
:
電子工学 |
| 対象学生 |
博士課程前期学生 |
| 授業のキーワード |
強磁性体、磁気記録、磁気センサー、巨大磁気抵抗効果、トンネル磁気抵抗効果、異常ホール効果、スポンホール効果、ＭＲＡＭ、スピントラスファートルク |
| 教職専門科目 |
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教科専門科目 |
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プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
（学部生対象科目のみ） | |
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到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ） | |
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| 授業の目標・概要等 |
電子の磁気モーメントはスピン自由度から発生する。磁性学では磁気記録への応用などのため磁気秩序を制御する。一方、スピントロニクスではセンサーや磁気抵抗メモリ(MRAM)への応用のためのスピン偏極流の制御を取り扱う。本講義では、量子論と固体物理を基礎として磁性学とスピントロニクスに関して講義する。
磁性学の基礎理論やスピントロニクスに関する各種のスピン依存伝導現象（巨大磁気抵抗効果、トンネル磁気抵抗効果、異常ホール効果、スピンホール効果）を取扱い、それらの応用である磁気記録、磁気センサー、MRAMなどについて説明する。 |
| 授業計画 |
第1回 磁気モーメントとしての電子の軌道・スピン角運動量, 常磁性, 交換相互作用と強磁性 原子磁気モーメントの起源が電子の軌道・スピン角運動量であることを理解する. 常磁性, 交換相互作用の概念と強磁性磁気秩序を理解する.
第2回 磁気異方性 磁気異方性の種類とその起源の理解
第3回 スピン依存輸送現象I（巨大磁気抵抗効果） -強磁性金属/非磁性金属/強磁性金属の人工格子における巨大磁気抵抗効果 巨大磁気抵抗効果現象と微視的なメカニズムの説明
第4回 スピン依存輸送現象II（トンネル磁気抵抗効果） -強磁性体/絶縁体/強磁性体の磁気トンネル接合におけるトンネル磁気抵抗効果 トンネル磁気抵抗効果現象と微視的なメカニズムの説明
第5回 スピン依存輸送現象III（異常ホール効果、スピンHall効果） -内因的と外因的な機構による異常ホール効果とスピンホール効果 異常ホール効果とスピンホール効果の現象とその微視的なメカニズムの説明
第6回 磁気抵抗メモリ（MRAM）I（構造と動作原理） -MRAMの構造、動作原理、材料 MRAMの構造、動作原理、材料の説明
第7回 磁気抵抗メモリ（MRAM）II（スピントランスファートルク） -スピントランスファートルク伝達によるMRAMの新書き込み方式 スピントランスファートルクによるMRAMの書き込み方式の説明 |
| 教科書・参考書等 |
教科書：特になし
参考書、講義資料等：
チャールズ キッテル『固体物理入門』 ISBN-13: 978-4621076538
近角 聡信 『強磁性体の物理』 裳華房 ISBN-13: 978-4785323042
S. ブランデル 『固体の磁性』 中村裕之訳、内田老鶴圃 ISBN-13: 978-4753620913
宮崎照宣、土浦宏紀 『スピントロニクスの基礎』 共立出版 ISBN-13: 978-4627774612 |
授業で使用する
メディア・機器等 |
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| 【詳細情報】 |
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授業で取り入れる
学習手法 |
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予習・復習への
アドバイス |
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。 |
履修上の注意
受講条件等 |
この授業はIntegrated Green-niX College関連講義（東京科学大学、豊橋技術科学大学，長岡技術科学大学，明治大学との半導体人材育成に係る単位互換に関する覚書に基づく講義）になります。
事前に各大学の特別聴講学生申請手続をしていない場合は履修登録が出来ませんのでご注意ください。
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| 成績評価の基準等 |
磁性の種類，磁性体におけるスピン依存散乱、スピン依存輸送現象とそれらの応用について，その理解度を評価。配点は，レポート(100%)。 |
| 実務経験 |
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実務経験の概要と
それに基づく授業内容 |
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| メッセージ |
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| その他 |
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すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。 |