研究成果の概要 |
本研究では、室温トポロジカル磁性体の物質開拓、物性解明を行った。まず、Co-Zn-Mn合金における頑強な準安定スキルミオン状態やスキルミオン格子の構造変化には、磁気異方性と、Mnスピンのフラストレート反強磁性相関がCoスピンに与える磁気的な乱れが重要であることを明らかにした。また、S4対称性を持つ新規室温アンチスキルミオン物質(Fe,Ni,Pd)3Pを発見し、アンチスキルミオンの安定性には容易軸型の磁気異方性と反磁場エネルギーの競合が重要であることを明らかにした。また、バルク単結晶においてノコギリ型およびフラクタルな構造を持つ磁区構造が発現することを発見した。
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究のCo-Zn-Mn合金の系統的な研究により、Mnのフラストレート磁性がスキルミオンを担うCoスピンに及ぼす磁気的な乱れがスキルミオンの準安定性や格子変形に重要であることが明らかとなり、Co-Zn-Mn系の複雑なスキルミオン状態の全貌が明かされた。また、本研究におけるS4対称性の室温アンチスキルミオン物質(Fe,Ni,Pd)3Pの発見は、これまでのD2d対称性のホイスラー合金のみにとどまっていたアンチスキルミオン研究のブレイクスルーとなり、アンチスキルミオンの複雑な安定化機構の解明にも繋がった。以上の成果は、室温(アンチ)スキルミオンを用いた磁気デバイスの実現に大きく貢献すると期待される。
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