東北大学
学際科学フロンティア研究所

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従来困難だった磁性体の結晶対称性由来の磁区を識別する手法を開発 ─ 超低消費電力・高速動作素子を実現するスピントロ二クス材料の開発に拍車 ─

2025年11月6日『Physical Review Letters』誌に論文掲載および11月14日プレスリリース

2025.11.14

交替磁性体は全体としての磁化がゼロでありながら、スピンの分極した電子バンドを持つため、スピントロニクス材料として注目されています。交替磁性体の代表例であるMnTeにおいては従来技術では識別が難しい結晶構造の対称性に由来する磁区の存在が詳細な電子状態解明の障害となっていました。
 
東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、早稲田大学先進理工学部の武上大介博士研究員、大阪公立大学大学院工学研究科の播木敦准教授らとの共同研究により、円偏光を用いた共鳴非弾性X線散乱（RIXS）による新たな磁区識別法を開発しました。本研究では、右・左回り円偏光の散乱強度の差である円二色性（RIXS-CD）を高精度で検出することで、従来の手法では識別できなかった結晶対称性由来の磁区を区別することに成功しました。今回開発した手法は、スピントロニクス材料の物性解明に寄与することが期待されます。
 
この研究成果は、米国物理学会が発行する学術誌Physical Review Lettersに2025年11月6日付で掲載されました。また注目論文として、同学会のPhysics Magazine誌で紹介されました。
 

図：交替磁性体MnTeに対する円偏光を用いた共鳴非弾性X線散乱の概念図。左・右回り円偏光を持つX線をMnTe単結晶の面直方向から入射し、散乱されたX線の強度の差である円二色性を計測する。様々な面内角度で散乱X線強度を観測することで、MnTeの磁区を識別する。

【論文情報】
タイトル：Circular Dichroism in Resonant Inelastic X-ray Scattering: Probing Altermagnetic Domains in MnTe
著者：D. Takegami, T. Aoyama, T. Okauchi, T. Yamaguchi, S. Tippireddy, S. Agrestini, M. Garcia-Fernandez, T. Mizokawa, K. Ohgushi, Ke-Jin Zhou, J. Chaloupka, *J. Kunes, *A. Hariki, and *H. Suzuki
*責任著者：Masaryk University Professor  Jan Kunes
*責任著者：大阪公立大学 准教授 播木敦
*責任著者：東北大学学際科学フロンティア研究所 助教 鈴木博人
掲載誌：Physical Review Letters
DOI：10.1103/512v-n5f9
URL：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/512v-n5f9
 
（参考）Physics Magazine誌での紹介記事
タイトル：Mapping Altermagnetic Domains
URL：https://physics.aps.org/articles/v18/s145
 
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