発表のポイント
- 磁気モーメントがらせんを描くように整列する物質をらせん磁性体と呼び、らせんの右巻き・左巻きの自由度「キラリティー」を持ちます。室温でキラリティーメモリの書き込み・読み出し操作が可能ならせん磁性体であるマンガン金化合物（MnAu2）の薄膜を新たに開発しました。
- キラリティーメモリを用いることで、超高集積、高堅牢性をもつ「らせん磁性スピントロニクス」が実現する可能性を提案しました。
概要
スピントロニクスは磁石の向き（強磁性体の磁化方向）の上下を情報記憶に利用することで発展してきましたが、周囲に発生する磁場の影響で磁石同士の相互作用がビット間の干渉を起こすなどの問題によりその超高集積化には限界があることが指摘されてきました。
東北大学金属材料研究所の増田英俊助教、関剛斎教授、小野瀬佳文教授、東邦大学の大江純一郎教授らの共同研究グループは、これまでの課題解決につながる磁気モーメントがらせん状に整列したらせん磁性体のねじれの方向「キラリティー」を室温で制御・検出可能なMnAu2薄膜を開発しました。
らせん磁性体のキラリティーを用いて磁気メモリを作製すれば、各磁気モーメントが周囲に発生する磁場が打ち消しあうため、ビット間干渉などの問題がなく超高集積性と高い堅牢性を併せ持つ次世代の記憶素子となり、情報記憶デバイスの小型化、高耐久化につながることが期待されます。
本研究の詳細は2024年3月7日10:00（英国時間）に科学誌Nature Communicationsに掲載されました。
詳細
- プレスリリース本文 [PDF: 670KB]
- Nature Communications [DOI: 10.1038/s41467-024-46326-4]
図1. （上段）強磁性体における磁化の自由度。磁化方向（磁石の向き）は磁場によって制御される。強磁性体を用いた記憶素子では、+磁化状態（磁石が上向き）を”0”、−磁化状態（磁石が下向き）を”1”に割り当てることで、1ビットの情報を記憶する。 （下段）らせん磁性体におけるキラリティー自由度。矢印で表される磁気モーメントがらせんを描いて整列している。らせんの右巻き・左巻きに対応するキラリティーは電流と磁場によって制御される。キラリティーメモリでは右巻きと左巻きを”0”と”1”に割り当てる。