研究室紹介OPAL-RING
仲谷 研究室

磁石内の磁化構造

マイクロマグネティクスのシミュレーションを中心に、シミュレーション技法の開発や、開発した手法を用いて、ハードディスク、磁性体メモリ、光磁気ディスクなどの研究を行っている。
磁石の内部を細かく見ていくと、電子1つ1つまでN極とS極を持つ原子磁気モーメントによって構成されていると考えることができ、さらにこの原子磁気モーメントは一様な方向を向いているのではなく、さまざまな構造を作っていると考えられる。

マイクロマグネティクス

磁石内部に現れる原子磁気モーメントによってつくられる磁化構造や、その動的な変化を扱う分野がマイクロマグネティクスである。磁石内部に現れる磁化構造の存在は、20世紀初頭から理論的な考察や実験による観察が行われていたが、理論では単純な問題しか扱うことができず、理論と実験との間には非常に大きなギャップがあった。
このギャップを埋めるための1つの手法が数値シミュレーションであるが、この問題を解くためには非常に多くの計算時間が必要であった。そのために、実験で扱われていた程度の大きさの問題を解くことはできず、長い間シミュレーションは行われてこなかった。しかしながら1980年代に入ると、磁気記録媒体の微細化や、ブロッホラインメモリの提案などがなされ、問題とする対象のサイズが小さくなったことと、第3世代のスーパーコンピュータが現れ各研究機関に配置されたことで、大規模計算が手軽に可能になり、マイクロマグネティクスの分野からシミュレーションによる解析が行われ始めた。
最近では、微細加工技術の進展により、ナノサイズの磁石を作成することが可能になり、それらを使ったデバイスの提案も行われている。さらに、従来磁気モーメントの操作は磁界（例えば電流が作る磁界）によって行われていたが、 近年電流（スピン電流）によって直接磁気モーメントを操作する理論や実験結果が報告され始め、この分野における研究が盛んになっている。

ツール、アイディア、シミュレーション、論文作成まで 一貫

当研究室では、1980年代よりシミュレーション技法の開発を始めており、これまで各大学や企業と連携してブロッホラインメモリ、磁気記録装置、光磁気記録装置等の研究開発を行ってきた。
2006年度からはNEC、富士通研究所、京都大学などの各企業や大学などと共同で磁性体メモリの開発に着手している。
研究過程で市販のツールを使って解析を行う研究室が多い中、当研究室では自ら解析ツールを製作しているために、市販のツールではできない解析ができる。このように、自分たちのアイディアをシミュレーションで試して論文にまとめるまでを一貫して行える、世界でも数少ない研究室である。

磁性体メモリ実用化に向けて