2019年08月09日

理研「ナノ磁気渦形成の定説覆す物質」開発に成功

【カテゴリー】：ファインケミカル 【関連企業・団体】：理化学研究所

理化学研究所（理研）は9日、創発物性科学研究センターの車地崇客員研究員（マサチューセッツ工科大学ポストドクトラルフェロー）、十倉好紀グループディレクター（東京大学大学院工学系研究科教授）、物質・材料研究機構の山崎裕一主任研究員、高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所の佐賀山基准教授らの共同研究グループが、これまでの定説を覆す微小な磁気渦（磁気スキルミオン）を形成する新たな磁性材料の開発に成功したと発表した。この研究成果は、次世代の情報記憶媒体への応用も期待されるスキルミオン材料の設計指針を大きく刷新し、高集積化・高検出感度化を可能にするスピントロニクスデバイスへの応用につながると期待される。 従来のスキルミオン物質は、「空間反転対称性が破れている」という状態が実現している磁性体であることが不可欠だった。 共同研究グループは今回、「磁気フラストレーション」に着目した探索を行い、Gd2PdSi3（Gd：ガドリウム、Pd：パラジウム、Si：ケイ素）の結晶構造には空間反転対称性がある一方で、磁性原子のGdは三角格子状に並んだ状態にあることに着目した。さらに、詳細な電気伝導特性の測定およびスピン構造の解析の結果、この物質中では、数ナノメートルサイズの磁気渦が存在しており、創発電磁気応答の一つである「トポロジカルホール効果」が従来のスキルミオン物質より1桁以上も大きく発現することを明らかにした。 本研究は、米国の科学雑誌「Science」のオンライン版（8月8日付：日本時間8月9日）に掲載される。