理化学研究所（理研）の共同研究グループは，原子レベルで制御可能な酸化物界面において磁気スキルミオン（スキルミオン）を生成することに初めて成功し，スキルミオン設計の新たな指針を見出した（ニュースリリース）。

スキルミオンは，数㎚～数百nmの大きさの渦状の磁気構造体。スキルミオンは固体中で安定な粒子として振る舞い，低い電流密度で駆動できるなど，磁気メモリとしての応用に適した特性を多く持つことが分かってきた。

スキルミオンの生成には，強磁性体のスピンに“ひねり”を加える必要がある。そのために有望だと考えられている機構の一つがジャロシンスキー・守谷相互作用で，数nm～100nmと小さいスキルミオンを生成することができる。

しかし，薄膜などではないバルク物質（塊の状態）でジャロシンスキー・守谷相互作用を実現するには，特殊な対称性を持つ結晶構造が必要とされるため，スキルミオンを用いたデバイスをバルク物質で設計するのは難しいという問題があった。

今回，共同研究グループは，バルク物質を使わず，多くの磁性体で普遍的にスキルミオンを生成する原理の開拓を目指し，二種類の酸化物SrRuO₃とSrIrO₃からなる高品質な積層界面構造を作製した。界面では空間反転対称性の破れから，ジャロシンスキー・守谷相互作用が期待されるため。

研究では，強磁性体SrRuO₃の膜の厚さ（膜厚）を変化させながらホール抵抗を測定したところ，強磁性体が極めて薄いときにのみトポロジカルホール効果を観測した。この観測は，単純な強磁性から変調された磁気構造，すなわちスキルミオンが実現していることを意味する。

また，界面を考慮したモデルを用いて磁気構造の安定性を計算したところ，膜厚依存性を含めた実験結果とよく一致し，界面由来のジャロシンスキー・守谷相互作用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。

この成果は，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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