ポイント
- 試料表面に原子レベルにとがった針を接触させたときに生じる磁気熱電効果を測定することで磁気イメージングを行う新しい手法を開発しました。
- 簡易的な方法ながら、空間分解能は従来の方法よりも約１０倍向上されました。
- 本手法を用いることで、磁性体の磁区や磁壁などの磁気的な構造を容易に高分解能で可視化できるため、次世代スピントロニクス素子研究の加速と促進が期待されます。
東京大学 物性研究所の一色 弘成 助教、大谷 義近 教授（理化学研究所 創発物性科学研究センター 兼任）、同 大学院新領域創成科学研究科のブダイ・ニコ・ダニエル 大学院生、同 大学院理学系研究科の中辻 知 教授、肥後 友也 特任准教授らによる研究グループは、原子間力顕微鏡を用いた局所の異常ネルンスト効果の測定に基づく、新しい磁気イメージング手法を開発しました。磁性体を研究する上で物質内部の磁気的な構造を可視化することは極めて重要です。しかし、対象とする物質や素子構造によっては磁気像を得ることが難しい場合があります。今回は、原子間力顕微鏡の原子レベルにとがった針（探針）により試料表面に熱流を誘起し、熱流と磁化に直交下方向に生じる異常ネルンスト効果の電圧信号をマッピングすることで磁気像を取得する方法を開発しました。本手法は、簡易的ながら従来の手法よりも約１０倍も高い空間分解能を持ち、素子内部の熱電効果を可視化するためにも広く用いることができます。今後、磁化の非常に小さな反強磁性ワイル半金属の磁区や熱電効果を高空間分解能で可視化することで、次世代素子の基礎・応用研究を行う上で極めて有用な情報を得られることが期待されます。
本成果は、２０２３年３月２日（現地時間）に米国科学誌「Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ」のオンライン版に掲載され、注目論文であるＥｄｉｔｏｒ＇ｓ Ｐｉｃｋに選ばれました。
本研究は、科研費「若手研究（課題番号：１９Ｋ１５４３１）」、「基盤研究（Ｓ）（課題番号：１９Ｈ０５６２９）」、ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴ「トポロジカル材料科学に基づく革新的機能を有する材料・デバイスの創出（課題番号：ＪＰＭＪＣＲ１８Ｔ３）」の支援により実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（４４９ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “High-resolution magnetic imaging by mapping the locally induced anomalous Nernst effect using atomic force microscopy”
- ＤＯＩ：10.1063/5.0136613
＜お問い合わせ先＞
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一色 弘成（イッシキ ヒロナリ）
東京大学 物性研究所 助教
Tel：04-7136-3507
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＜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
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
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