2019年 | プレスリリース?研究成果
流动中の磁気スキルミオン格子の変形挙动観测に成功
【発表のポイント】
- カイラル磁性体惭苍厂颈で形成される磁気スキルミオンが、电流下の流动状态においても格子构造を保つことを确认した。
- 流动状态においては磁気スキルミオン格子が塑性変形することを観测した。
- 塑性変形の形状から试料端における摩擦力の存在が示唆される。
- 本研究で解明された磁気スキルミオンの电流下の流动挙动は磁気スキルミオンを用いた省エネルギーデバイス実现に贡献するものと期待される。
【概要】
東北大学多元物質科学研究所の奥山大輔助教、佐藤卓教授、アメリカ国立標準技術研究所(NIST)のBleuel Markus研究員、スイスパウル?シェラー研究所(PSI)のWhite Jonathan研究員、スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)のRonnow Henrik准教授、理化学研究所創発物性科学研究センターの田口康二郎グループディレクター、十倉好紀センター長、東京大学の永長直人教授、東北大学金属材料研究所の南部雄亮准教授の研究グループは、カイラル磁性体*1 惭苍厂颈に形成される磁気スキルミオンの电流下の流动挙动を中性子小角散乱*2によって详细に调べました。その结果、磁気スキルミオンは駆动中も格子构造を保つこと、さらに试料端付近に生じる摩擦力的な机构により塑性変形*3を起こすことが観测されました。今回解明された电流下の流动挙动は従来の予想とは本质的に异なるものであり、磁気スキルミオンを用いた省エネルギー情报伝达デバイス実现のために重要な情报であると考えられます。
本研究成果は、2019年7月11日(日本時間18時)「Communications Physics」オンライン版に掲載される予定です。
図1：中性子小角散乱で観測された磁気スキルミオンからの磁気回折線。磁気スキルミオンが形成する三角格子を反映し、6回対称の反射が観測されている。(a) 試料全体に中性子ビーム照射時に観測される磁気スキルミオン反射。(b) 閾電流密度以上の電流印加時に観測される磁気スキルミオン反射。(c, e) 電流印加前の試料の左端(c)と右端(e)に中性子ビーム照射時に観測される磁気スキルミオン反射。 (a)と同様な反射が観測されている。(d, f) 閾電流密度以上の電流印加時に観測される磁気スキルミオン反射。白点線は電流印加前の磁気スキルミオン反射の位置を示している。右端では時計回り、左端では反時計回りに磁気スキルミオン反射の回転が観測されている。(g) 実験配置の概念図及び中性子ビームの照射位置の説明。
【用语説明】
*1カイラル磁性体
系の磁性を担う原子が结晶内で镜映と反転の対称操作を含まない磁性体を指す。螺旋磁気秩序构造をとることがあり、その场合は结晶の対称性を反映して、螺旋の巻き方向(ヘリシティ)が揃う场合がある。磁気スキルミオンは、平面内の3つの方向に伝播するヘリシティが揃った螺旋磁気构造の重ね合わせで説明される。
*2中性子小角散乱
中性子散乱とは、原子炉で作られた中性子を物质に入射し、散乱される中性子を観测することで物质内部の结晶／磁気构造やそれらの励起の情报を得る手法である。特に散乱角の小さい领域を测定する手法を小角散乱と呼び、数苍尘から数百苍尘程度の构造の情报を得ることに特化されている。
*3塑性変形
结晶构造や磁気构造などの周期的构造を形成する系では、周期的构造が途切れ、新しい周期构造が形成される场合がある。周期的な构造が続いている领域をドメインと呼び、ドメインとドメインの间の乱れた领域を転位と呼んでいる。物体に剪断力が加わりその物体の降伏点を超えた时、ドメイン间を転位が滑りながら移动することで変形することを塑性変形という。一度降伏点を越えると剪断力が消えても変形は消えないことが特徴である。
问い合わせ先
东北大学 多元物质科学研究所
助教 奥山 大辅（おくやま だいすけ）
罢别濒：022-217-5349
贰-尘补颈濒：辞办耻诲补颈蝉耻*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）
东北大学 多元物质科学研究所
教授 佐藤 卓（さとう たく）
罢别濒：022-217-5348
贰-尘补颈濒：迟补办耻*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）
【报道関连】
东北大学 多元物质科学研究所 広報情報室
罢别濒：022-217-5198
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