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© Kenta Kimura,
磁気モノポールの量子ダイナミクスを表した概念図

磁石は必ず狈极と厂极がペアを形成することが知られてきました。しかし、近年の理论的研究により、特殊な磁性体ではその素励起が狈极と厂极のみの磁石（磁気モノポール）のように振る舞うことが分かってきました。特に、スピンアイスと呼ばれる磁性体においては、热揺らぎの効果として现れる点欠陥が磁気モノポールとして振る舞うことが実験的に确认されています。しかし、この磁気モノポールは电子のような波动性を持たず、ランダムな热拡散的运动を行い低温で冻结してしまいます。

今回、东京大学物性研究所の研究チームは、名古屋大学、ジョンズ?ホプキンス大学、オークリッジ国立研究所と共同で开発した笔谤2窜谤2翱7という新しいスピンアイス磁性体において、磁気モノポールが半导体中の电子のようにコヒーレントに伝搬することを见出しました。量子的波动性を持つ磁気モノポールが见つかったのは本研究が初めてであり、磁性体における磁気モノポールの理解に大きく贡献する可能性があります。さらに、この磁気モノポールは电流を必要とせずにスピンの情报を运べる可能性があるため、よりエネルギーの损失が少ないスピントロニクスの构筑に繋がると期待されます。

(JST)

论文情报

K. Kimura, S. Nakatsuji, J-J. Wen, C. Broholm, M. B. Stone, E. Nishibori, H. Sawa,
“Quantum fluctuations in spin-ice-like Pr₂Zr₂O₇”,
Nature Communications Online Edition: 2013/06/17 (Japan time), doi: 10.1038/ncomms2914.

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