小野輝男 化学研究所 教授、倉田博基 同教授、治田充貴 同助教、Duck-Ho Kim 同研究員らの研究グループは、塚本新 日本大学 教授、Kyung-Jin Lee 高麗大学校 教授、Sug-Bong Choe ソウル大学校 教授らと共同で、フェリ磁性ガドリニウム・鉄・コバルト（GdFeCo）アモルファス合金中にジャロシンスキー守谷相互作用（DMI）が存在することを見いだし、その発現メカニズムを解明しました。
磁気スキルミオンを安定化させるDMI発現には空間反転対称性破れが必要です。そのため、DMI研究は主に反転対称性のない強磁性金属／重金属界面を利用して行われてきました。アモルファス合金中では、元素の位置はランダムであり、空間反転対称性の破れによる効果は期待できません。したがって、アモルファス合金中ではDMIは存在しないと予想されます。
本研究で見いだされたフェリ磁性体GdFeCoアモルファス合金中のDMIは、本予想に反するものです。本研究では、元素組成の連続的変化が空間反転対称性の破れを引き起こし、アモルファス合金中にDMIを発現させることを明らかにしました。本研究成果は、新たなDMI材料探索の方向を示しており、今後の高性能材料の開拓が期待されます。
本研究成果は、2019年5月28日に、国際学術誌「Nature Materials」のオンライン版に掲載されました。
図：フェリ磁性体アモルファス合金中にDMI が発現することを実証
詳しい研究内容について
書誌情報
【DOI】 https://doi.org/10.1038/s41563-019-0380-x
Duck-Ho Kim, Mitsutaka Haruta, Hye-Won Ko, Gyungchoon Go, Hyeon-Jong Park, Tomoe Nishimura, Dae-Yun Kim, Takaya Okuno, Yuushou Hirata, Yasuhiro Futakawa, Hiroki Yoshikawa, Wooseung Ham, Sanghoon Kim, Hiroki Kurata, Arata Tsukamoto, Yoichi Shiota, Takahiro Moriyama, Sug-Bong Choe, Kyung-Jin Lee & Teruo Ono (2019). Bulk Dzyaloshinskii–Moriya interaction in amorphous ferrimagnetic alloys. Nature Materials, 18(7), 685-690.
