ワイル強磁性体の新しいスピン機能の開拓

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ワイル強磁性体Co2MnGaにおける巨大なスピン流=電流変換効率を発見

2021-02-02 京都大学

Livio Leiva 工学研究科博士課程学生、白石誠司 同教授らの研究グループは、Victoria University of Wellington(ニュージーランド)のSimon Granville 博士らと共同で、近年極めて強い関心を持たれている21世紀の新しい物質相であるワイル強磁性体と呼ばれる物質において、電子スピンの流れであるスピン流と電流の間の巨大変換効率が実現できることを発見しました。

2016年のノーベル物理学賞がトポロジカル物質科学の草分けというべき研究に与えられたことでもわかるように、21世紀の物質科学におけるトポロジーの役割は巨大なものがあり、トポロジカル絶縁体・トポロジカル超伝導体・ワイル強磁性体など、物質の特徴を決定づける因子がその物質中の電子状態の捻じれに由来する物質群を対象とした研究が爆発的に盛んになっています。本研究では、そのような物質の1つで、磁石の機能を持つトポロジカル物質であるワイル強磁性体Co2MnGaにおいて、その電子状態の捻じれに由来する極めて高いスピン流=電流変換が可能であることを発見しました。この変換効率は強磁性体では世界最高、現在知られているすべての物質と比べてもタングステン(W)に次ぐ2番めの高い効率です。

本研究成果は、2021年1月30日に、国際学術誌「Physical Review B」のオンライン版に掲載されました。

本研究で用いたワイル強磁性体Co2MnGaの構造と、本研究で作製した素子構造・測定原理
図:本研究で用いたワイル強磁性体Co2MnGaの構造と、本研究で作製した素子構造・測定原理

詳しい研究内容≫

研究者情報
研究者名:白石誠司

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