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物性物理学：室温の極性スキルミオンの観測
Nature 568, 7752 doi: 10.1038/s41586-019-1092-8
複雑なトポロジカル配置は、物性物理学において創発現象やエキゾチック相を調べる上で実りの多い領域である。例えば、 (PbTiO3)n/(SrTiO3)n超格子において最近発見された分極渦、そして分極渦に伴う複雑な相の共存と印加電場下での応答から、カイラリティ、負性容量、大きな圧電応答などの興味深い物理応答が可能な、複雑な多次元系の存在が示唆されている。今回我々は、エピタキシーの制約を変化させることによって、チタン酸ストロンチウム層に挟まれたチタン酸鉛層に室温の極性スキルミオンバブルを発見し、原子分解能の走査型透過電子顕微鏡法で撮像した。フェーズフィールド・モデリングと第二原理計算によって、この極性スキルミオンバブルのスキルミオン数が+1であることが明らかになり、共鳴軟X線回折実験によって円偏光二色性が示され、カイラリティが確かめられた。このようなナノメートルスケールの極性スキルミオンバブルは、磁気スキルミオンの電気版であり、創発的なカイラリティと電気的に制御できる負性容量を組み込んだ機能性への強誘電体の進歩に寄与する可能性がある。
