原子磁石どうしが捻れて並ぶ現象のミクロな起源を解明 -新原理の情報記録技術をめざして-

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Sanghoon Kim化学研究所研究員(現?韓国ウルサン大学准教授)、上田浩平 同研究員、森山貴広 同准教授、小野輝男 同教授、中村哲也 高輝度光科学センター主席研究員、鈴木基寬 同主幹研究員、小谷佳範 同研究員、中村浩次 三重大学准教授、千葉大地 東京大学准教授、小山知弘 同助教らの研究グループは、高麗大学校、韓国科学技術院、サウジアラビア?アブデュラ王立工科大学との共同研究により、スピントロニクス素子で重要となる磁気カイラリティと呼ばれる原子磁石どうしの捻れ現象のミクロな起源を、磁気分光測定を用いて実験的に解明しました。

本研究成果は2018年4月25日に、「Nature Communications」にオンライン公開されました。

研究者からのコメント

本研究によって、これまで固体物理分野の难しい问题の1つとされた、磁気モーメント间に捻れを生じさせる相互作用(顿惭滨)の微视的な起源が、実験的に初めて明らかになりました。物质中の电子密度分布は、光学的性质、电気的性质、磁気的性质などに强く影响するので、本研究で得た结果は磁気デバイスの研究者だけでなく、様々なデバイス研究の研究者の関心を集めると考えられます。

概要

本研究グループは、磁気カイラリティと呼ばれる原子磁石どうしの捻れ现象のミクロな起源を、厂笔谤颈苍驳-8の齿线磁気円二色性测定技术を用いて実験的に解明しました。本成果は、目的の元素の磁性や电子状态を高精度に観测できるという、放射光の特色を活用したユニークなものです。また、磁気カイラリティの物理に関する基础的な理解に重要であるだけでなく、将来の高いエネルギー効率を有するスピントロニクス素子や、磁気カイラリティを用いた新しい磁気记録材料の开発につながることが期待されます。

(a)磁気細線に生じた磁壁の様子、(b) スキルミオン、(c) 一次元のカイラル磁気構造。記号Dは、DMIエネルギーベクトル(本文参照)を表す。この磁気(スピン)配列は鏡面対称のカイラリティを有している。

详しい研究内容について

书誌情报

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Sanghoon Kim, Kohei Ueda, Gyungchoon Go, Peong-Hwa Jang, Kyung-Jin Lee, Abderrezak Belabbes, Aurelien Manchon, Motohiro Suzuki, Yoshinori Kotani, Tetsuya Nakamura, Kohji Nakamura, Tomohiro Koyama, Daichi Chiba, Kihiro. T. Yamada, Duck-Ho Kim, Takahiro Moriyama, Kab-Jin Kim, Teruo Ono (2018). Correlation of the Dzyaloshinskii–Moriya interaction with Heisenberg exchange and orbital asphericity. Nature Communications, 9, 1648.