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物性:単一磁壁の電流誘起共鳴と質量決定

Nature 432, 7014 doi: 10.1038/nature03009

磁壁とは磁性体内部で磁化が局所的にねじれている部分のことである。このトポロジカルな物体は、低エネルギーにおいて質量をもつ仮想粒子としてふるまうと予想されてきた。この仮想粒子は、磁場のみならず電流とも直接相互作用するとされ、電流によるその操作は高密度磁気記録素子の開発の観点から多大な関心を集めている。磁壁の質量はこうしたデバイスの動作速度の究極的上限を与えるが、これまで実験的には決定されていなかった。今回我々は強磁性ナノワイヤー中の単一磁壁のダイナミクスを直接観察し、このようなトポロジカル粒子が6.6×10-23 kgという非常に小さいが有限の質量をもつことを示す。この測定は、ナノワイヤー中に調節可能な磁壁ポテンシャルを作り、振動電流により誘起される磁壁の共鳴運動を検出することによって実現した。共鳴により、デバイスへの応用に欠かせない低電流操作も可能となり、1010 A m-2の電流密度によって10 μmという磁壁の変位が誘起された。

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