東京大学
高エネルギー加速器研究機構
東京大学物性研究所の益田隆嗣教授（兼：高エネルギー加速器研究機構（以下、KEK）物質構造科学研究所 特別教授）の研究グループは、中島多朗准教授（兼：KEK物質構造科学研究所 客員准教授）らの研究グループと共同で、偏極中性子回折を用いて、交替磁性体MnTe中の磁気ドメインを直接観測することに成功しました。交替磁性体では、スピンが反平行に並んだ磁気構造を持ちながらも、スピン流を生成できるという特徴があります。この特性により、低消費電力かつ高速な次世代スピントロニクスデバイスの有力な候補として期待されています。しかし、実際の物質中では、スピン配列が正反対の状態をとる領域「交替磁性ドメイン」が複数形成され、領域が混在することで、スピン流が互いに打ち消し合ってしまいます。そのため、交替磁性ドメインを制御することが、機能性交替磁性デバイスの実現に向けて極めて重要となります。
研究グループは、交替磁性ドメインと結合した弱強磁性が存在することを実験的に確認しました。さらに、外部磁場によって弱強磁性モーメントの向きを反転させると、それに伴って交替磁性ドメインも同時に切り替わることを見いだしました。特筆すべきことに、この切り替えに必要な磁場はミリテスラ程度と非常に小さく、容易かつ低コストに実現可能です。本成果は、交替磁性体の基礎研究および技術応用の双方に新たな道を拓くものです。
本研究成果は、米国物理学会誌 Physical Review Letters 6月23日（現地時間）に掲載されました。
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