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2021年2月25日

東京大学
理化学研究所
科学技術振興機構

次世代磁性材料:反強磁性体の持つ普遍的機能性の実証

-デバイス形状にとらわれない巨大磁気応答-

東京大学大学院理学系研究科 肥後友也特任准教授(研究当時:東京大学物性研究所 特任助教)、東京大学大学院理学系研究科・新領域創成科学研究科・物性研究所及びトランススケール量子科学国際連携研究機構の中辻 知教授らの研究グループは、同研究所・同機構 大谷義近教授(理化学研究所 創発物性科学研究センターチームリーダー併任)、理化学研究所 創発物性科学研究センター 近藤浩太上級研究員、米国Johns Hopkins大学 C. L. Chien教授らの研究グループと共同で、省電力・超高速・超高密度化が求められるビヨンド5G世代の磁気デバイスの中心素材として注目を集めている反強磁性体であるマンガン化合物Mn3Snにおいて、これまでデバイス作製の際に課題となっていた形状(形状磁気異方性)の影響を受けずに、全方向へ指向可能な巨大磁気応答を得られるという特性を見いだしました。また、この特性を用いて、次世代のメモリ開発に有用な新たな多値記憶機能の実証や、デバイス形状の自由度が高く、外部磁場擾乱に強い異常ネルンスト熱流センサーの開発に成功しました。

反強磁性体は(i)スピンのダイナミクスがTHz帯と強磁性体の場合に比べて2-3桁ほど早い、(ii)漏れ磁場を作らない、(iii)材料選択の自由度が高い、という特性を持ちます。そのため、既存の磁気デバイスで用いられている強磁性体を代替することで、デバイスのさらなる高速・高密度化が期待できます。今回本研究グループが実証した(iv)形状磁気異方性が無視できるほど小さく、デバイス形状の自由度が高い、という特性は、上記(i)-(iii)の特性と併せて、反強磁性体を用いた次世代の磁気デバイス開発にブレークスルーをもたらすことが期待できます。

詳細は東京大学 大学院理学系研究科・理学部のホームページをご覧ください。

報道担当

理化学研究所 広報室 報道担当
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