理化学研究所（理研） 創発物性科学研究センター 量子ナノ磁性研究チームの横内 智行 客員研究員（東京大学 大学院総合文化研究科 助教）、強相関理論研究グループの永長 直人 グループディレクター（東京大学 大学院工学系研究科 教授）、強相関物性研究グループの十倉 好紀 グループディレクター（東京大学 卓越教授／東京大学 国際高等研究所 東京カレッジ）、東京大学 物性研究所の大谷 義近 教授（理研 創発物性科学研究センター 量子ナノ磁性研究チーム チームリーダー）らの共同研究グループは、「創発電磁場」と呼ばれる量子力学的な効果によって生じる実効的な電磁場を用いた、新しいインダクタの原理の実証に成功しました。
本研究成果は、電気機器や電気回路などの小型化に必要な回路素子の１つであるインダクタの微細化に向けた、新原理の構築につながると期待できます。
今回、研究グループは、らせん磁気構造などの非共線的な磁気構造が電流で駆動すると、創発電場によってインダクタンスが生じること、また、このインダクタンスの値は従来のインダクタとは異なり、素子を小さくするにつれて増大することを理論的に明らかにしました。
さらに、この理論を実証するために、短周期のらせん磁気構造を持つ物質Ｇｄ３Ｒｕ４Ａｌ１２（Ｇｄ：ガドリニウム、Ｒｕ：ルテニウム、Ａｌ：アルミニウム）を作製し、インダクタンスを評価しました。その結果、らせん磁気構造が電流駆動するとインダクタンスが生じること、その値は素子を小さくするにつれて増大することが実験的に明らかになりました。以上のことから、創発電磁場によるインダクタがインダクタの微細化に適していることが示されました。
本研究は、科学雑誌「Ｎａｔｕｒｅ」の掲載に先立ち、オンライン版（２０２０年１０月７日付：日本時間１０月８日）に掲載されます。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴ「ナノスピン構造を用いた電子量子位相制御（研究代表者：永長 直人）」、日本学術振興会（ＪＳＰＳ） 科学研究費補助金 若手研究「トポロジカルスピン構造での実空間ベリー位相起源の高効率スピン電荷変換現象の開拓（研究代表者：横内 智行）」、同 特別研究員奨励費「トポロジカル量子物質の物質開発と新規量子輸送現象の開拓（外国人特別研究員：Ｍａｘ Ｈｉｒｓｃｈｂｅｒｇｅｒ）」、フンボルト財団による支援を受けて行われました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（７１３ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “Emergent electromagnetic induction in a helical-spin magnet”
- ＤＯＩ：10.1038/s41586-020-2775-x
＜お問い合わせ先＞
-
＜研究に関すること＞
横内 智行（ヨコウチ トモユキ）
理化学研究所 創発物性科学研究センター 量子ナノ磁性研究チーム 客員研究員
東京大学 大学院総合文化研究科 助教永長 直人（ナガオサ ナオト）
理化学研究所 創発物性科学研究センター 強相関理論研究グループ グループディレクター
東京大学 大学院工学系研究科 教授十倉 好紀（トクラ ヨシノリ）
理化学研究所 創発物性科学研究センター 強相関物性研究グループ グループディレクター
東京大学 卓越教授／東京大学 国際高等研究所 東京カレッジ大谷 義近（オオタニ ヨシチカ）
東京大学 物性研究所 教授
理化学研究所 創発物性科学研究センター 量子ナノ磁性研究チーム チームリーダー -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
嶋林 ゆう子（シマバヤシ ユウコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
Tel：03-3512-3531 Fax：03-3222-2066
E-mail：crest
jst.go.jp -
＜報道担当＞
理化学研究所 広報室 報道担当
E-mail：ex-press
riken.jp東京大学 大学院工学系研究科 広報室
Tel：070-3121-5626 Fax：03-5841-0529
E-mail：kouhoupr.t.u-tokyo.ac.jp東京大学 物性研究所 広報室
Tel：04-7136-3207
E-mail：pressissp.u-tokyo.ac.jp科学技術振興機構 広報課
Tel：03-5214-8404 Fax：03-5214-8432
E-mail：jstkohojst.go.jp