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【本学研究者情报】

〇金属材料研究所　教授　小野瀬佳文

【発表のポイント】

• らせん状に磁気モーメント^（注１）が整列したらせん磁性体^（注２）に电流を流すと、らせん磁気构造が并进运动（スライディング）を示す现象を実証しました。
• らせん磁気构造が电流によって操作できるので、それを活用した新しい原理のスピントロニクス^（注３）素子の开発が期待されます。

【概要】

らせん磁性体と呼ばれる磁石においては、磁気モーメントがらせん状に整列します。らせん水车に水を流すと回転するのと同じように、ナノスケールのらせん磁気构造に电流を流すと、らせん轴の周りで回転することが理论的に予测されていました。らせん形状は轴周りの回転と轴に沿った并进が同じになるので、この电流による回転现象は并进现象でもあります。

今回、東北大学大学院理学研究科の木元悠太 大学院生、同大学金属材料研究所の関剛斎 教授と小野瀬佳文 教授、東邦大学理学部物理学科の大江純一郎 教授らからなる共同研究グループは、らせん磁気構造に電流を流すと並進運動（スライディング）することを初めて実証しました。これにより、らせん磁性体において、ある位置にどの方向角度を向いた磁気モーメントがあるかが電流で制御できる可能性が示されました。この機能を用いたスピントロニクス素子の実現が期待されます。

本研究成果は、2025年2月5日（米国東部時間）に米国物理学会の学術誌Physical Review Lettersに掲載されました。

図1. 電流で駆動されるらせん磁気構造の並進運動の模式図。らせん軸方向に電流を流すと、磁気モーメントに対し電流と直交する面内で回転する向きのスピン移行トルクが働く。電流の大きさがしきい値を超えると、らせん磁気構造が全体として並進運動を開始する。

【用语解説】

注1. 磁気モーメント
磁性の强さとその向きを表すベクトル量。原子が持つ微小な磁石（原子磁石）としての性质を表し、その配列の仕方によって物质全体の磁気特性が决まります。

注2. らせん磁性体
磁気モーメントがらせん状に回転した磁気配列を持つ物质。一つの原子层内では磁気モーメントが同じ方向に揃っているが、隣接する原子层ごとに少しずつ向きが変わり、物质全体としてらせん状の磁気构造を形成しています。

注3. スピントロニクス
電子の持つ電気的性質(電荷)と磁気的性質(スピン)を同時に利用することで発現する物理現象を明らかにし、工学的に利用することを目指す学術分野。代表的な応用例として、磁性体のスピンの向き（上?下）で情報の読み出しや書き込みを行う、磁気センサーや不揮発性メモリ(Magnetoresistive Random Access Memory; MRAM)などがあります。

【论文情报】

タイトル：Current-induced sliding motion in a helimagnet MnAu₂
著者：Yuta Kimoto*, Hidetoshi Masuda, Takeshi Seki, Yoichi Nii, Jun-ichiro Ohe, Yusuke Nambu, Yoshinori Onose*
*责任着者：东北大学大学院理学研究科　大学院生　木元悠太
掲載誌：Physical Review Letters
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详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学金属材料研究所
量子机能物性学研究部门
教授　小野瀬佳文
TEL: 022-215-2040
Email: yoshinori.onose.b4*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学金属材料研究所 情報企画室広報班
TEL: 022-215-2144 FAX: 022-215-2482
Email: press.imr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）