| 研究実績の概要 |
本研究の最重要課題である室温反強磁性スキルミオンの創出のため、キラル充填β-Mn構造の反強磁性体Co2-yPdyMo3N薄膜をベースとした検討を行った。スキルミオン形成に支配的な要因となるDzyaloshinski-Moriya相互作用 (DMI) の制御の観点からPd置換量（y）依存性に着目し、温度とyに対する系統的な磁気状態図を明らかにした。その結果、0.75<y<1.38では室温以上のネール温度を有するキャント型反強磁性が出現するとともに、低温(100 K近傍)での磁気相転移に由来する特異な磁気伝導特性を示すことが分かった。異常ホール効果、トポロジカルホール効果、ノンコリニア磁気抵抗効果を併用した詳細な解析から、高温相であるキャント型反強磁性相において室温反強磁性スキルミオンが生成されている可能性が示された。
さらにキラル充填β-Mn構造磁性体におけるスキルミオン挙動を解明するために、既に強磁性スキルミオンが実証されているFe2-yPdyMo3N薄膜、およびキャント型反強磁性Co2-yPdyMo3N薄膜に対して、シンクロトロン光磁気円(線)二色性 (XMC(L)D) 吸収分光を用いた元素分解磁気構造解析を行った。強磁性Fe2-yPdyMo3N(x=0.32)では、XMCD-PEEMイメージング像において約60 nm サイズの高密度スキルミオンの存在を示唆するL2, L3端におけるXMCD強度反転の観測に成功した。一方、反強磁性Co2-yPdyMo3N(x=1.3)では、1 Tの垂直磁場印加でのCo L3端の温度依存測定から、高温相においてはXMCDスペクトルが観測されないのに対して、XMLDスペクトルについては高温相においても低温相と同様に観測された。これらの結果は、高温相が反強磁性スキルミオンを発現するキャント型反強磁性相であることの間接的証拠となると考えている。
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