東北大学は4月26日、ナノテクノロジーを用い作製した数百nmクラスのナノ磁石の中に、電気と磁気を結びつける機能を持つ磁気の渦「磁気トロイダル双極子」を実現し、光の波長が変換される非線形光学効果を利用して、同双極子を非破壊・非接触で直接検出する手法を開拓したと発表した。
同成果は、東北大大学院 理学研究科の関根大輝大学院生、同・佐藤佳史大学院生(研究当時)、同・松原正和准教授の研究チームによるもの。詳細は、米物理学会が刊行する応用物理学全般を扱う学術誌「Applied Physics Letters」に掲載された。
電子スピンは、電子が持つ小さな磁気であり、それが時間反転対称性と空間反転対称性を同時に破る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「電気磁気交差相関機能」が発現。この機能を利用することで、高密度・低消費電力なデバイスの実現や革新的なエレクトロニクスの創成が期待されている。
しかし、そのような磁気配列は室温よりも低い温度でしか起こらないことが多いほか、磁場が外部に漏れにくいため、検出が簡単ではないという問題があることから、そのような特殊な磁気配列そのものを直接的に検出・評価する新しい手法の開拓が求められていたという。
そこで研究チームは今回、ナノテクを活用し、ニッケル(Ni)と鉄(Fe)の合金であるパーマロイ(NiFe)のナノ磁石を作製し、その中に電気と磁気を結びつける機能を持つ磁気の渦である磁気トロイダル双極子を実現することにしたという。
