磁気構造のトポロジー・対称性に由来した新しいマグノン・熱輸送現象の開拓
【研究キーワード】
スピントロニクス / マグノン / スキルミオン / トポロジー
【研究成果の概要】
近年、絶縁体中における新しい情報・エネルギー伝送媒体として、局在電子スピンの集団振動であるスピン波(マグノン)が大きな注目を集めている。本研究では、特殊なトポロジー・対称性を持つ「磁気スキルミオン」と呼ばれる渦状スピン構造に着目し、新しいマグノン輸送現象の実験的な開拓を行った。その結果、(1)マグノンのダイオード効果の観測、(2)フォノン（格子振動）のダイオード効果の観測、(3)新機構に由来した世界最小の直径のスキルミオンを生じる新物質の発見、(4)マグノンのホール効果の観測、といった成果を得ることに成功した。
【研究の社会的意義】
従来のエレクトロニクスで用いられてきた金属中の伝導電子とは異なり、絶縁体中のマグノンには「ジュール発熱に伴うエネルギー損失を生じない」という利点があり、その積極的な活用は、情報処理の高効率化に向けた切り札となる可能性を秘めている。また、マグノンやフォノンは絶縁体における熱流の主要な担い手としても知られており、今回発見されたマグノン・フォノンの非相反伝搬現象とその性能向上のための指針は、効率的な熱制御のための新しい基盤技術の開発につながることが期待される。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【配分額】45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)