理化学研究所（理研），東京大学，東北大学らの共同研究グループは，トポロジカル絶縁体である（Bi1-ySby）2Te3（Bi：ビスマス，Sb：アンチモン，Te：テルル）薄膜上に，磁性元素Cr（クロム）を添加したトポロジカル絶縁体Crx（Bi1-ySby）2-xTe3を積層させた構造の作製により微小な渦状の磁気構造である磁気スキルミオンを生成することに成功し，スキルミオン生成の新たな設計指針を見出した（ニュースリリース）。
トポロジー（位相幾何学）とは，連続変形を行なっても変化しない量を扱う学問。連続変形によって変化しないということは，多少のノイズや不純物が加わっても，扱う物質の性質が変わらないということを意味する。
したがって，トポロジーの概念は，安定な物性や機能を持つ物質を設計する観点から工学的にも重要。トポロジカル絶縁体や磁気スキルミオンはトポロジーに守られた物質として，盛んに研究されている。
トポロジカル絶縁体と磁気スキルミオンは電子と磁気という異なる領域のトポロジーを持つ。それらの融合を目指し，共同研究グループは，（Bi1-ySby）2Te3薄膜上にCrを添加した磁性トポロジカル絶縁体Crx（Bi1-ySby）2-xTe3を積層させた薄膜を作製した。
共同研究グループは，以前よりこの薄膜の作製に成功している。今回の研究では，積層構造の試料内部の電子数を，電圧を加えることによって連続的に変化させながらホール抵抗を測定したところ，特定の電子数において，トポロジカルホール効果を観測した。この観測は，作製した積層構造が持つ磁気構造が単純な強磁性ではなく，磁気スキルミオンが形成されていることを意味する。
また，理論モデルを用いて積層構造における磁気構造の安定性を計算したところ，実験結果をよく再現する結果が得られ「ジャロシンスキー・守谷相互作用」を引き出す積層構造がスキルミオン生成に有効な設計指針となることを明らかにした。今後，スキルミオンを用いた低消費電力デバイスである磁気メモリへの応用が期待できるとしている。
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