磁気スキルミオンのトポロジカル物性と機能

抄録

磁性体中のスピン渦構造（スキルミオン）は，1原子層当たりでも多数個（10²〜10⁴）のスピンから成るが，その特有のトポロジーのために安定なナノ粒子として振る舞う．MnSiなどのカイラル（掌性）構造をもつ磁性体で，2009年にそのスキルミオン格子配列が中性子回折で，そして翌年に個々のスキルミオンが電子顕微鏡で実空間観察されて以来，スキルミオンは多くの関心を集め，その発現理論，材料探索，デバイス機能設計などの研究が進行中である．特に，室温でのスキルミオン観測，材料組成によるスピン渦のサイズや向きの制御，微小電流によるスキルミオンの駆動，マイクロ波整流効果の発見など，新デバイスの実現を期待させる成果も次々と報告され始めている．本稿では，その基礎学理から出発し，最新のスキルミオン研究成果を紹介し，次世代デバイスへの応用の展望を述べる．