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物质には磁性が存在し、私たちの生活において広く応用されています。身の回りにある磁石はもちろん、パソコンの磁気ヘッドなどその活跃の场は多岐にわたります。磁性は电子のスピンが规则正しく配列することにより発现しますが、复雑なスピン配列には本来の磁石としての性质だけではなく、付加的な机能性が生じることがしばしばあります。最近になり、スピンが涡巻き状に配列した「スキルミオン」が特殊な结晶构造を持つ磁性体中において発见されました。スキルミオンはその特殊なスピン配列ゆえに粒子としての性质を持ち、また一つが数十ナノメートルという大きさであるために、次世代の记忆素子における情报担体としての可能性が指摘されています。现在ではその学术基盘构筑、ひいては応用にむけ、スキルミオンの新奇な外场応答の探索が盛んに进められています。

© Yoshinori Tokura and Yoshihiro Okamura, スキルミオンの磁気励起を利用することで、マイクロ波の透過量をその伝搬方向によって変化させることができることを概念的に示した図。

最先端研究开発支援プログラム（贵滨搁厂罢）课题名「强相関量子科学」の事业の一环として、东京大学大学院工学系研究科の十仓好纪教授と冈村嘉大大学院生、贺川史敬讲师らの研究グループは、スキルミオンが磁気共鸣を起こす际に吸収されるマイクロ波の量がマイクロ波の伝搬方向によって変わるという现象の観测に成功しました。本成果で见出された新规机能性やその动作原理を応用することで、マイクロ波整流デバイスや电场を加えることによって透磁率が変わるインダクターなど、スキルミオンを基盘とした応用の可能性が示されました。

论文情报

Y. Okamura, F. Kagawa, M. Mochizuki, M. Kubota, S. Seki, S. Ishiwata, M. Kawasaki, Y. Onose, Y. Tokura,
“Microwave magnetoelectric effect via skyrmion resonance modes in a helimagnetic multiferroic”,
Nature Communications Online Edition: 2013/8/30 18:00(Japan time), doi: 10.1038/ncomms3391.

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