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リウ・ゼユアン大学院生と益田隆嗣教授（兼：高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所 特別教授）が率いる国際共同研究チームは、第3の磁性体と呼ばれる新しい磁性材料「交替磁性体（Altermagnet）」において、回転方向がスイッチ可能なカイラルマグノンの観測に世界で初めて成功しました。マグノンとは、磁性体中におけるスピンが波のように伝わる集団運動です。マグノンが右回りまたは左回りのカイラリティを持つ場合、ジュール熱をほとんど発生させることなく情報を輸送できるため、低消費電力な電子デバイスの基盤として期待されています。交替磁性体は、強磁性体に類似したカイラルマグノンを持ちながら、周囲への影響を及ぼす漏れ磁場が存在しないため、近年大きな注目を集めています。しかし、交替磁性体中のマグノンが持つカイラリティについて、これまで理論予測のみで直接的な観測例がなく、存在について決定打がありませんでした。
研究チームは、偏極非弾性中性子散乱法を用いて、交替磁性体MnTe中のカイラルマグノンを直接観測しました。さらに、そのカイラリティが外部磁場によって可逆的に反転可能であることを明らかにしました。これは、将来的にマグノンを用いた読み書き操作を自在に制御できる可能性を示しています。本成果は、交替磁性に関する重要な理論予想を実証しただけでなく、散逸の少ない高密度スピントロニクスデバイスの実現に向けた重要な基盤を提供するものです。
スピン配列の波として表されている。
本研究成果は、米国物理学会誌 Physical Review Letters に6月12日（現地時間）に掲載されました。同論文は、注目論文であるEditor’s suggestionに選ばれました。
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