研究内容
ナノ領域における電子物性にはスピン自由度が顕著に表れ、電子のスピン・電荷が素励起と共に織り成す多彩な物理現象が発現します。我々の目標は、量子力学的・相対論的現象を自在に操ることでこの学理を開拓し、既存のデバイス原理を遙かに超える新しい電子技術の物理基盤を創出することにあります。
今から200年以上前に世界で最初の電池が作られて以来、人類は電流という道具を手に入れました。時は流れ、1928年には量子力学と相対論に基づく相対論的量子力学が登場し、電子は、電気（電荷）と磁気（スピン）の2つの性質を併せ持つという現代的な理解が得られました。それでは、電流が電荷の流れであるように、スピンの流れとしての「スピン流」も存在するのでしょうか？長い間、スピン流の存在は明らかではありませんでした。しかし、近年のナノテクノロジーの発展によってスピン流を実験的に捉えることができるようになり、現在では、電子スピンとスピン流を中心とした新しい電子物理・技術である「スピントロニクス」が急速な発展を遂げています。スピン流の概念は、幾何学的位相をはじめとする発展著しい現代物理と密接な繋がりがあることが明らかになり、その一方では、スピン流により駆動される全く新しい原理のデバイス開発も急速に進展しています。理学と工学に跨るスピントロニクス研究は、日本が世界をリードしてきた研究分野の一つでもあります。
スピン流を中心とするスピントロニクスは完成された学問ではありません。今もスピン流によって現れる新しい物理現象の発見が世界中で相次いでいます。普遍的な物理法則を変えることはできませんが、人間の操作が及ぶ物質中では、物理現象を設計することさえ可能です。今まで誰も知らなかった現象を自分の手で初めて明らかにする興奮、予想もしなかったデータが得られ、その意味を理解した瞬間の爽快感、さらにこれらの結果が未来の電子技術の基盤になるかもしれないという期待。スピン流の研究は、数え切れない魅力に満ち溢れています。
具体的な研究は多岐に渡りますが、現在の主なテーマは以下の通りです。
1. 空間反転対称性の破れた系におけるスピン流の量子物性
2. 軌道流量子物性
3. 素励起とスピン流の相互作用が生み出す物理現象
4. トポロジカル絶縁体やトポロジカルスピン構造を用いたスピントロニクス
実験が主となりますが、自らの手で明らかにした現象を体系化するために理論的検討も重視しています。国内外の実験・理論研究グループと共同研究を行っており、最先端の重要なテーマにターゲットを絞って研究を進めています。自らの手で未知の物理現象を切り拓くことで、最先端の学識を的確に吸収する能力と生涯役立つ問題解決能力を身に着け、さらに世界に通用する研究成果を得ることが当研究室の目的です。
研究室
以下のミーティングに毎週参加し、その他の時間で自由に研究を進めてもらいます。時間の拘束はありませんが、ミーティングでの研究進展状況の議論が必修ですので、スケジュールの管理を自分で行い、研究を進めていくことが求められます。
(1) 研究室セミナー（毎週１回）
研究で必要となる基礎物理を学びます。また最近の論文紹介・ディスカッションを行います。
(2) テクニカルミーティング（毎週１回）
各自の最新の実験データを基に、今後の研究方針や問題点解決方法を皆で議論します。
研究設備
安藤研究室は2013年4月からスタートしました。極低温マニュアルプローブシステム、高周波測定系、強磁場・極低温物性測定システム、超高真空薄膜成膜装置など最新の研究環境が整っています。
研究業績
慶應義塾研究者情報データベース
Google Scholar
卒業生のインタビュー記事