トポロジカル反強磁性金属の超高速スピン反転を実証
研究成果 2021/04/15
東京大学物性研究所・トランススケール量子科学国際連携研究機構の三輪真嗣准教授、同研究所・同機構・東京大学大学院理学系研究科の中辻知教授らは、物質中の電子がもつ磁石としての性質、すなわちスピンの反転速度が反強磁性金属では10ピコ秒（1000億分の1秒）と極めて速いことを実証しました。
ナノサイズの磁石を利用するエレクトロニクス技術をスピントロニクスと呼びます。これまでスピントロニクスでは磁石材料として強磁性金属が用いられました。一方で反強磁性金属は強磁性金属と比べてスピンの反転速度が10-100倍速いピコ秒台と予想され、新たな電子デバイス材料として注目されています。しかし、反強磁性金属におけるスピンの動きを時間軸で観測した例はなく超高速性は予測に過ぎませんでした。本研究ではトポロジカル反強磁性金属と呼ばれる特殊なマンガン合金を用いてスピンの動きを実時間で捉えることに成功し、その反転速度が10ピコ秒以下と超高速であることを実証しました。これは実用化されているＭＲＡＭに比べて10-100倍程度速く読み書きができることに相当し、本材料を用いた電子デバイスを作製すれば、超高速動作が可能になります。
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