理化学研究所,東京大学,科学技術振興機構(JST),ニューサウスウェールズ大学

2026(令和8)年1月15日

理化学研究所
東京大学
科学技術振興機構(JST)
ニューサウスウェールズ大学

散逸的な磁壁運動による創発電場の発生

~磁壁の電流駆動における「摩擦」が生む巨大応答~

理化学研究所(理研) 創発物性科学研究センター トポロジカル量子物質研究ユニットの山田 林介 客員研究員(東京大学 大学院工学系研究科 物理工学専攻 助教)、マックス・ヒルシュベルガー ユニットリーダー(東京大学 大学院工学系研究科 物理工学専攻 准教授)、創発機能設計研究ユニットの奥村 駿 ユニットリーダー(東京大学 大学院工学系研究科附属量子相エレクトロニクス研究センター 特任准教授)、強相関量子構造研究グループの中島 多朗 客員研究員(東京大学 物性研究所附属中性子科学研究施設 准教授)、強相関量子伝導研究チームの十倉 好紀 チームディレクター(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)、ニューサウスウェールズ大学 物理学科のオレグ・トレチャコフ 准教授らの国際共同研究グループは、磁壁の散逸的な運動によって現れる創発電場の観測に成功しました。

本研究成果は、磁壁駆動を活用したスピントロニクスデバイスや古典的なコイルに対応する極小サイズのインダクタの応用研究への貢献が期待されます。

国際共同研究グループは、磁気力顕微鏡測定と呼ばれる手法を用いて、磁気ドメインおよびその境界に現れる磁壁の空間分布を観測し、マイクロメートル(μm、1μmは100万分の1メートル)サイズのデバイスに振動電流を加えることで磁壁を動かしました。

複素インピーダンス測定という手法を用いて、磁壁の振動運動によって生じる量子力学的な創発電場の観測に成功し、磁壁運動に伴う「摩擦」がその発現に重要な役割を持つことを明らかにしました。

本研究は、科学雑誌「Nature Physics」オンライン版(現地時間2026年1月15日付)に掲載されました。

本研究は、日本学術振興会(JSPS) 科学研究費助成事業 基盤研究(S)「磁性伝導体における新しい創発電磁誘導(研究代表者:十倉 好紀、JP23H05431)」、同 新学術領域研究(研究領域提案型)「Anisotropic electron gas and memory application from spin-spiral formation(研究代表者:マックス・ヒルシュベルガー、JP22H04463)」、同 研究活動スタート支援「実空間と波数空間の創発磁場を用いた新奇量子輸送現象の探索(研究代表者:山田 林介、JP22K20348)」、同 若手研究「極性ワイル半金属における非線形ホール効果(研究代表者:山田 林介、JP23K13057)」、「強相関材料の電荷秩序揺らぎによる熱電応答の探索(研究代表者:山田 林介、JP25K17336)」、「物質中の磁気単極子が示す非平衡電磁気現象の微視的理論(研究代表者:奥村 駿、JP22K13998)」、同 基盤研究(B)「強相関電子系におけるトポロジカル非線形機能の開拓(研究代表者:森本 高裕、JP23K25816)」、同 学術変革領域研究(A)「Exploration of spin textures via emergent inductance measurements in the ultra-quantum limit(研究代表者:マックス・ヒルシュベルガー、JP24H01607)」、「量子極限における擬一次元強相関ディラック電子による新奇量子相の探索(研究代表者:山田 林介、JP24H01604)」、科学技術振興機構(JST) 創発的研究支援事業「中心対称な金属におけるメロン・スキルミオン構造の開拓 Pioneering meron and skyrmion textures in centrosymmetric metals(研究代表者:マックス・ヒルシュベルガー、JPMJFR2238)」、同 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、JPMJCR1874)」「Beyond Skyrmionを目指す新しいトポロジカル磁性科学の創出(研究代表者:于 秀珍、JPMJCR20T1)」、同 戦略的創造研究推進事業 さきがけ「スピン空間群に基づく格子偶数整合p波磁性体の開拓(研究代表者:山田 林介、JPMJPR259A)」、「超高圧を用いた強相関電子系の量子相制御と開拓(研究代表者:藤代 有絵子、JPMJPR2597)」、「ディラックの弦の自在な制御による量子機能設計(研究代表者:奥村 駿、JPMJPR2595)」、同 先端国際共同研究推進事業 ASPIRE「電荷秩序を用いたトポロジカル物質の磁気機能開拓(研究代表者:マックス・ヒルシュベルガー、JPMJAP2426)」、藤森科学技術振興財団、新素材・情報材料研究財団、村田学術振興財団、みずほ学術振興財団、山田科学振興財団、服部報公会、池谷科学技術振興財団、マツダ財団、カシオ科学振興財団、高柳健次郎財団、稲盛財団、日本材料科学技術振興財団、八洲環境技術財団、矢崎科学技術振興記念財団、ENEOS東燃ゼネラル研究奨励・奨学会、ドイツ研究振興協会「Transregio TRR 360 – 492547816」、オーストラリア研究評議会「研究代表者:オレグ・トレチャコフ、DP200101027、DP240101062」による支援を受けて行われました。

<プレスリリース資料>

<論文タイトル>

“Emergent electric field induced by dissipative sliding dynamics of domain walls in a Weyl magnet”
DOI:10.1038/s41567-025-03124-z

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