物性物理学：室温における反強磁性ハーフスキルミオンとバイメロン
Nature 590, 7844 doi: 10.1038/s41586-021-03219-6
効率と性能の向上の必要性に後押しされ、ポストCMOS（相補型金属酸化膜半導体）技術が求められる中、トポロジカルに保護された強磁性体の「渦」であるスキルミオンやその反粒子などに、レーストラック・メモリーインロジックデバイスやニューロモルフィックデバイスのソリトン情報担体として大きな期待が寄せられている。しかし、強磁性体内部には微細なトポロジカルテクスチャーの形成を制限する双極子場が存在し、スキルミオンがスピントルクによって駆動される際にスキルミオンホール効果という悪影響が生じるため、これまでそれらの実用化が妨げられてきた。反強磁性の類似準粒子は、相対論的力学、偏向のない高速運動、サイズのスケーリングを示すと予想されており、最近大いに注目を集めているが、天然の反強磁性系ではまだ実験的に実証されていない。今回我々は、白金層をかぶせたα-Fe2O3（地球上に豊富に存在する酸化物絶縁体）において、一群のトポロジカル反強磁性スピンテクスチャーを実現したことを報告する。我々は、キッブル–ズレック機構に類似した一次機構を利用することによって、エキゾチックなメロンと反メロン（ハーフスキルミオン）とそれらの対（バイメロン）を安定化させた。これらは、磁場によって消去でき、温度サイクルによって再生成させることができる。これらの構造は、100 nmのオーダーという特徴的なサイズを持ち、交換と異方性の精密な調整を介して化学的に制御でき、さらなるスケーリングを達成できる可能性のある経路を有する。これらの反強磁性テクスチャーの一部は、重金属被覆層からの電流によるスピントルクによって駆動され、室温での低エネルギー反強磁性スピントロニクス向けの最有力候補として浮上する可能性がある。
