Ultrafast control of antiferromagnetic nanostructures

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本研究は、反強磁性ナノ構造を対象として、その電流誘起高速磁気ダイナミクスの制御に実験・理論の両面から挑むものである。磁気デバイスの飛躍的な高速化（テラヘルツ領域）を実現しうる材料物質として、反強磁性物質が近年注目を集めている。しかし、こうした超高速領域での磁気ダイナミクスについては未解明な部分も多く、テラヘルツで反強磁性体を電気的に制御する手段はいまだ確立されていない。本研究の目的は、カイラル反強磁性体において最近見出されたスピン流誘起恒常回転励起に着目し、これを電気的パルスにより精密制御することで、反強磁性ナノ構造の高速磁気構造スイッチングへの道を拓くことである。これにより、反強磁性ナノ構造における磁気励起現象の解明とその工学応用へ向けた研究展開が拓かれると期待される。スピン流物理研究の知見と、高品質カイラル反強磁性薄膜の作製技術、および海外共同研究者が有する高速磁気測定技術を組み合わせることで、反強磁性ナノ構造をテラヘルツで制御する新手法の創出を目指す。当該年度においては、採択直後に代表者が海外共同研究先であるロレーヌ大学（仏）へ渡航し、セミナー実施及び議論打ち合わせを通じて今後のプロジェクトの具体的方針を定めた。その後、カイラル反強磁性体Mn3Snのエピタキシャル単結晶ナノドット薄膜の作製およびその熱安定性の評価に成功し、この成果はApplied Physics Letters 122, 122404 (2023)に掲載され、Featured Articleに採択されている。本成果により、ナノスケールでのカイラル反強磁性ダイナミクスのより詳細に迫ることが可能となる。