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理研・東大など、スキルミオンとアンチスキルミオンの相互変換に成功

発表日:2020年1月21日

スキルミオンとアンチスキルミオンの相互変換に成功

-トポロジカルスピン構造の量子情報ビットへの応用研究を加速-

理化学研究所(理研)創発物性科学研究セン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、スピン創発機能研究ユニット(研究当時)の関真一郎ユニットリーダー、強相関量子構造研究チームの有馬孝尚チームリーダー、強相関理論研究グループの永長直人グループディレクター、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らの研究グループ(※)は、トポロジカル数[1]「+1」を持つ「アンチスキルミオン[2]」と「-1」を持つ「スキルミオン[3]」との相互変換の直接観察に成功しました。

本研究成果により、トポロジカル数を持つナノスケール電子スピン構造の量子情報ビット[4]への応用研究が加速すると期待できます。

今回、研究グループは、室温において化学組成がMn1.4Pt0.9Pd0.1Sn(Mn:マンガン、Pt:白金、Pd:パラジウム、Sn:スズ)で表されるホイスラー合金[5]の薄片に外部磁場を加えて、磁場の向きや強さを変えると、アンチスキルミオンとスキルミオンを相互に変換できることをローレンツ電子顕微鏡[6]を用いた観察によって明らかにしました。また、同じ薄片を-23℃に冷却すると、室温で作られたアンチスキルミオンの正方格子構造がスキルミオンの三角格子構造に変化することが分かりました。

本研究は、英国の科学雑誌『Nature Nanotechnology』の掲載に先立ち、オンライン版(1月20日付:日本時間 1月21日)に掲載されます。

*図は添付の関連資料を参照

*以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0527140_01.JPG

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0527140_02.pdf

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