Polarization reversal mechanism in cross-correlation materials

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磁性材料には磁石になる強磁性材料のほか、磁石にはならないが超高速動作や超高集積が可能とされる反強磁性材料と呼ばれる材料がある。反強磁性材料は、強磁性材料のようにN‐S極が現れないため、従来は制御不可能な材料とされてきた。本研究課題では、交差相関と呼ばれる電界と磁性の相互作用を利用することで、反強磁性材料を制御可能な材料として発展させ、また、その磁性を超低消費電力かつ超高速駆動の原理実証を目指すとともに、そのメカニズムの解明を目的としている。この手法は、従来手法である電流を用いる方法（動作時の消費電力が大きい）に対して、電流を必要としないため原理上飛躍的な低消費電力が可能になることが期待できる。２０２２年度は、交差相関材料の一つであるＣｒ２Ｏ３薄膜に対して、薄膜の膜厚を結晶性を保ったまま１５ナノメーター以下まで低膜厚化させることで、界面の磁化（N‐S極の向き）を制御できること、ならびに、電界によってその制御効率を増強できることを明らかにした。その原理が交差相関性によって定量的にも説明できることも明らかにしている。さらに、放射光を用いた独自計測技術を駆使することで、反強磁性材料の磁化（N‐S極の向き）の向きを直接的に可視化し、その反転過程を明らかにすることにも着手している。これらの成果は、国内の春秋講演大会、国際会議でも報告しており、２０２３年度に開催予定の国際会議での招待講演も決定している。