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東北大、ナノ磁石で発現する磁気の渦を光で検出

発表日:2022年04月26日

ナノ磁石で発現する磁気の渦を光で検出

電気と磁気を結びつける機能を持つ、室温動作ナノデバイスの開発に期待

【発表のポイント】

●数百ナノ(ナノは10億分の1)メートルの大きさの微小な磁石(ナノ磁石(注1))の中に、電気と磁気を結びつける機能を持つ磁気の渦を実現

●光の波長が変換される現象を利用して、磁気の渦を非破壊・非接触で直接検出する手法を開拓

●室温動作する新規ナノデバイスの開発や、物質科学の諸分野にまたがる最先端物質の機能解明に期待

【概要】

近年、電子が持つ小さな磁気の性質(スピン(注2))を積極的に利用するスピントロニクス技術が、低消費電力・高密度なデバイス実現の観点から注目を集めています。この磁気が特殊な配列をするとき、物質中で電気と磁気を結びつける機能が発現することが知られていますが、そのような磁気の配列は室温よりもはるかに低い温度でしか起こらないことが多く、また、それを自然物質で実現する確実な方法論が存在しないという問題がありました。

今回、東北大学大学院理学研究科の松原正和准教授らは、ナノテクノロジーを用い作製した数百ナノメートルの大きさのナノ磁石の中に、電気と磁気を結びつける機能を持つ磁気の渦を実現し、光の波長が変換される非線形光学効果(注3)を利用して、磁気の渦を非破壊・非接触で直接検出する手法を開拓しました(図1)。この成果は、室温動作する新規ナノデバイスの開発に新たな道を拓くだけでなく、磁気を組み込んだサブ波長人工物質(磁性メタマテリアル(注4))を用いた新しい光−電気−磁気融合変換技術の開拓など、物質科学の諸分野にまたがる最先端物質の機能解明や新機能の創出への貢献が期待されます。

本研究成果は、2022年4月20日(米国時間)発行の米国科学雑誌「Applied Physics Letters」に掲載されました。

※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/631283/01_202204261202.JPG

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/631283/02_202204261202.pdf

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