Ｘ線磁気イメージングと物性の同時測定による微小磁気構造体の外場応答の研究

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H01835
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 有馬 孝尚 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90232066)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 共鳴Ｘ線散乱 / Ｘ線磁気散乱 / 中性子 / 異常ホール効果 / 異常ネルンスト効果 / 熱ホール効果

研究成果の概要

種々の希土類金属間化合物を対象として、放射光Ｘ線を用いて温度と磁場を変化させながら放射光Ｘ線散乱実験を行った。その結果、三角格子、正方格子、菱形格子といった磁気スキルミオンの多様な凝集状態、スキルミオン・反スキルミオン格子、磁気ファンなどさまざまなナノメートルスケールの周期を有する磁気秩序状態を同定し、磁気相図を解明することに成功した。さらに、精密な輸送現象測定と組み合わせることで、これらの微小磁気構造体と伝導電子との相互作用についての知見を得た。

自由記述の分野

物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

平行でも反平行でもなく傾いた状態にある複数の電子スピンは、特異な電磁応答を創出する鍵を握っていることが明らかになりつつあり、エネルギーや情報の高効率な変換に資する基礎技術となることが期待されている。今回の研究によって得られた微小磁気構造体は、いずれもこのような電子スピンの状態を取るが、構造体ごとに伝導電子との相互作用の特徴が異なることが明確に示された。このような微小磁気構造体と伝導電子の相互作用に関する知見は、電子スピンの集合体を用いた磁気・熱・電気の間の相互変換の科学技術の発展を加速する意義を有する。