（独）物質・材料研究機構は9月9日、（独）理化学研究所、東京大学との共同研究で、電子スピンが渦状に並んだ磁気構造体「スキルミオン」のサイズと渦の向きを制御する方法を見出したと発表した。スキルミオンを記録ビットとする高速、省電力のメモリー素子実現に一歩近づく成果という。
■鉄・マンガンの混合比で渦が反転
ハードディスクなどの現行の磁気メモリー素子は、磁気を利用して情報の書き込み・読み出しをしている。これに対し、磁気の元である電子スピンの渦状集合体であるスキルミオンは、極めて微小な電流で渦を動かすことができ、高速、省電力で情報の読み書きが可能なため、次世代磁気メモリー素子の記録ビットとして有望視されている。
ただ、その開発にはスキルミオンのサイズや渦の向きを自在に制御して素子内で集積化したりする技術の開発が必要とされている。
研究チームは、スキルミオンの生成が観測されているマンガン・ゲルマニウム化合物（MnGe）と、鉄・ゲルマニウム化合物（FeGe）におけるスキルミオンのサイズがそれぞれ3nm（ナノメートル、1nmは10億分の1m）、70nmと異なることに着目、マンガンと鉄、ゲルマニウムの化合物をつくり、マンガンと鉄の濃度比（混合比率）をいろいろ変えて濃度比とサイズとの関係を調べた。
その結果、鉄の割合を0.6から0.7に増やしていく（マンガンの割合を0.4から0.3に減らしていく）とスキルミオンのサイズが次第に大きくなることがわかった。また、鉄の割合が0.8（マンガンの割合0.2）を境にスキルミオンの渦の向きが反転することを突き止めた。反転後のサイズも鉄の割合を変えることで連続的に制御できることが分かったという。
これらの新知見は、スキルミオンを記録ビットとするメモリー素子の設計・開発に重要な指針となるとしている。
