2025年 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情報】

〇金属材料研究所　教授　小野瀬佳文
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• らせん状に磁気モーメント^（注１）が整列したらせん磁性体^（注２）に電流を流すと、らせん磁気構造が並進運動（スライディング）を示す現象を実証しました。
• らせん磁気構造が電流によって操作できるので、それを活用した新しい原理のスピントロニクス^（注３）素子の開発が期待されます。

【概要】

らせん磁性体と呼ばれる磁石においては、磁気モーメントがらせん状に整列します。らせん水車に水を流すと回転するのと同じように、ナノスケールのらせん磁気構造に電流を流すと、らせん軸の周りで回転することが理論的に予測されていました。らせん形状は軸周りの回転と軸に沿った並進が同じになるので、この電流による回転現象は並進現象でもあります。

今回、東北大学大学院理学研究科の木元悠太 大学院生、同大学金属材料研究所の関剛斎 教授と小野瀬佳文 教授、東邦大学理学部物理学科の大江純一郎 教授らからなる共同研究グループは、らせん磁気構造に電流を流すと並進運動（スライディング）することを初めて実証しました。これにより、らせん磁性体において、ある位置にどの方向角度を向いた磁気モーメントがあるかが電流で制御できる可能性が示されました。この機能を用いたスピントロニクス素子の実現が期待されます。

本研究成果は、2025年2月5日（米国東部時間）に米国物理学会の学術誌Physical Review Lettersに掲載されました。

【用語解説】

注1. 磁気モーメント
磁性の強さとその向きを表すベクトル量。原子が持つ微小な磁石（原子磁石）としての性質を表し、その配列の仕方によって物質全体の磁気特性が決まります。

注2. らせん磁性体
磁気モーメントがらせん状に回転した磁気配列を持つ物質。一つの原子層内では磁気モーメントが同じ方向に揃っているが、隣接する原子層ごとに少しずつ向きが変わり、物質全体としてらせん状の磁気構造を形成しています。

注3. スピントロニクス
電子の持つ電気的性質(電荷)と磁気的性質(スピン)を同時に利用することで発現する物理現象を明らかにし、工学的に利用することを目指す学術分野。代表的な応用例として、磁性体のスピンの向き（上?下）で情報の読み出しや書き込みを行う、磁気センサーや不揮発性メモリ(Magnetoresistive Random Access Memory; MRAM)などがあります。

【論文情報】

タイトル：Current-induced sliding motion in a helimagnet MnAu₂
著者：Yuta Kimoto*, Hidetoshi Masuda, Takeshi Seki, Yoichi Nii, Jun-ichiro Ohe, Yusuke Nambu, Yoshinori Onose*
*責任著者：東北大学大学院理学研究科　大学院生　木元悠太
掲載誌：Physical Review Letters
DOI：10.1103/PhysRevLett.134.056702

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学金属材料研究所
量子機能物性学研究部門
教授　小野瀬佳文
TEL: 022-215-2040
Email: yoshinori.onose.b4*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学金属材料研究所 情報企画室広報班
TEL: 022-215-2144 FAX: 022-215-2482
Email: press.imr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）