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東大と村田製作所、柔らかいスピントロニクスセンサで生体モーションを計測することに成功

産業:

発表日:2019年4月3日

柔らかいスピントロニクスセンサで生体モーションを計測することに成功

~ウェアラブルスピントロニクスデバイスに道~

1.発表者:

・松本 啓岐(東京大学大学院工学系研究科 物理工学専攻 修士課程2年生)

・太田 進也(東京大学大学院工学系研究科 物理工学専攻 博士課程3年生)

・安藤 陽(株式会社村田製作所新規技術センター シニアプリンシパルリサーチャー)

・千葉 大地(研究当時:東京大学大学院工学系研究科 物理工学専攻 准教授 現:大阪大学 産業科学研究所 教授)

2.発表のポイント:

◆柔らかいシート上に形成したスピントロニクス素子を用いて、指を曲げることによって人体の手の甲表面に生じるひずみの方向を計測し、どの指が曲げられたかを同定することに成功しました。

◆ひずむことで抵抗が変化するスピントロニクス素子構造を用いましたが、いわゆる磁石である強磁性体と、露わには磁化を持たない磁性体である反強磁性体のナノ積層膜を構造の中に用いることで、外部から補助的な磁界などを与えることなく、安定したセンシング動作が可能となることがわかりました。

◆今後、当該センサを集積化し知能を持たせたウェアラブルセンサシートを開発することによって、より精密な生体モーション推定が可能となることが期待されます。

3.発表概要:

ハードディスクや不揮発性磁気メモリなどの磁気記録デバイスは、スピントロニクス技術の発展とともに大きく記録容量を伸ばし、なくてはならないものとなっています。しかし、そこで使われているスピントロニクス素子は、硬い基板に支えられ、曲げたり伸ばしたりする状況下での使用は想定されていませんでした。

東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の松本啓岐氏、同太田進也氏、同千葉大地准教授(現大阪大学産業科学研究所教授)、株式会社村田製作所の安藤陽氏からなる研究チームは、柔らかい有機シート基板上にひずみの方向をセンシング可能なスピントロニクス素子を形成し、手の甲に生じるひずみを検出することで、曲げた指の方向を同定することに成功しました。ひずみに対して磁化方向を敏感に変化させる強磁性層と、反強磁性層と積層することによってひずみを与えても磁化方向が常に変わらない強磁性層の二種類のナノ薄膜を素子構造に用いることにより、安定した動作が可能となることを示しました。本成果は、スピントロニクス素子がウェアラブルなセンサとしてもその性能を発揮できることを示すものであり、より精密な生体モーションの推定に向けた取り組みの突破口を拓くものです。

本成果は、2019 年4 月5 日に、「Applied Physics Letter」のオンライン版に掲載されます。

なお、本研究は株式会社村田製作所の協力を受けて実施されました。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0506818_01.pdf

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