2021-01-26 理化学研究所,科学技術振興機構
理化学研究所（理研） 創発物性科学研究センター 強相関物質研究グループの軽部 皓介 研究員、田口 康二郎 グループディレクター、電子状態マイクロスコピー研究チームのポン・リソン 特別研究員、于 秀珍 チームリーダー、強相関理論研究グループのマーセル・ヤン 訪問研究員、動的創発物性研究ユニットの賀川 史敬 ユニットリーダー、強相関物性研究グループの十倉 好紀 グループディレクター（同 センター長）らの研究グループは、室温で「アンチスキルミオン」と呼ばれる渦状の磁気構造を示す新物質を発見しました。
本研究成果は、トポロジカル磁気構造の基礎研究や磁気記録デバイスへの応用研究に貢献すると期待できます。
アンチスキルミオンは、Ｄ２ｄ対称性またはＳ４対称性の結晶構造を持つ磁性体において形成されると予想されています。しかし、これまでに報告されているアンチスキルミオン物質は、Ｄ２ｄ対称性を持つ合金のみでした。
今回、研究グループは、アンチスキルミオン物質として、Ｓ４対称性を持つ新しい磁性体「Ｆｅ１．９Ｎｉ０．９Ｐｄ０．２Ｐ（Ｆｅ：鉄、Ｎｉ：ニッケル、Ｐｄ：パラジウム、Ｐ：リン）」を開発し、室温を含む広い温度領域（マイナス１７０～１３０度）でアンチスキルミオンを観測することに成功しました。また、試料の厚さを変えることで、磁気ドメイン構造のサイズが劇的に変化し、厚い試料の表面では、結晶の対称性を反映したノコギリ型の新しい磁気ドメイン構造が形成されることを発見しました。
本研究成果は２０２１年１月２６日（日本時間）、国際科学誌「Ｎａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」オンライン版に掲載されます。
本研究は、日本学術振興会（ＪＳＰＳ） 科学研究費補助金 若手研究Ｂ「高温カイラル磁性体における新奇スキルミオン状態の探索と解明（研究代表者：軽部 皓介）」、同 基盤研究Ｓ「電子系を舞台とした量子ガラス科学の創成と物性科学への展開（研究代表者：鹿野田 一司）」、同 特別研究員奨励費「トポロジカル磁性体のダイナミクスに関する理論的研究（受入研究者：永長 直人、外国人特別研究員：マーセル・ヤン）」、同 基盤研究Ａ「電子顕微鏡によるトポロジカルスピン構造とそのダイナミクスの実空間観察（研究代表者：于 秀珍）」、同 若手研究「トポロジカルな磁気構造を持つ室温磁性体の物性解明と新物質探索（研究代表者：軽部 皓介）」、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴ「ナノスピン構造を用いた電子量子位相制御（研究代表者：永長 直人）」による支援を受けて行われました。
＜論文タイトル＞
- “Room-temperature antiskyrmions and sawtooth surface textures in a non-centrosymmetric magnet with S4 symmetry”
- ＤＯＩ：10.1038/s41563-020-00898-w
＜お問い合わせ先＞
＜研究に関すること＞
軽部 皓介（カルベ コウスケ）
理化学研究所 創発物性科学研究センター 強相関物質研究グループ 研究員
田口 康二郎（タグチ ヤスジロウ）
理化学研究所 創発物性科学研究センター 強相関物質研究グループ グループディレクター
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
嶋林 ゆう子（シバヤマシ ユウコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
＜報道担当＞
理化学研究所 広報室 報道担当
科学技術振興機構 広報課
