2021/11/18

面直スピンによる有効磁場の発現

-垂直磁化膜の高効率な磁化反転へ-

 

理化学研究所

東京大学

科学技術振興機構

 

概要

理化学研究所(理研)創発物性科学研究センター量子ナノ磁性チームの近藤浩太上級研究員、大谷義近チームリーダー(東京大学物性研究所教授)、東京大学大学院理学系研究科物理学専攻の中辻知教授、肥後友也特任准教授、東京大学物性研究所の冨田崇弘特任助教らの国際共同研究グループは、トポロジカル反強磁性体Mn3Sn(Mn:マンガン、Sn:スズ)単結晶薄体の表面に蓄積する面直スピン(面直スピン蓄積)を用いて、有効磁場(フィールドライクトルク:FLトルク)を発現させることに成功しました。

本研究成果により、今後、トポロジカル磁性材料をスピントルク源として利用することで、高速かつ省電力のスピントロニクスデバイスの設計開発が可能になると期待できます。

今回、国際共同研究グループは、トポロジカル反強磁性体Mn3Sn単結晶薄体と強磁性体薄膜からなるスピントロニクス素子を作製し、Mn3Sn表面のスピン蓄積に由来するスピントルクを調べました。その結果、これまで理論的に予言されていた面直スピン蓄積が磁場のように(フィールドライクに)働くことを明らかにしました。さらに、それによって生じるFLトルクは白金などの遷移金属よりも数倍大きいことが分かりました。

本研究は、科学雑誌『Nature Communications』オンライン版(11月18日付:日本時間11月18日)に掲載されました。

図:トポロジカル反強磁性体Mn3Snにおける電流によるスピン蓄積

 

詳細については、理化学研究所 のホームページをご覧ください。

 

―東京大学大学院理学系研究科・理学部 広報室―