理化学研究所（理研）と茨城大学の研究グループは，これまで測定することができなかった，量子ポイントコンタクトの微小な磁化の測定に世界で初めて成功した（ニュースリリース）。

量子ポイントコンタクトには，半導体の電子回路に設けられた微細な電子の通り道である「くびれ」が存在する。くびれの幅を狭くしていくに従い電気伝導度は階段状に変化し，電気伝導度がゼロになる直前の最後の段差においては「階段になりかけの構造」が現れる。

この構造は「0.7異常」と呼ばれ，なぜこの現象が起こるのか，その原因について過去20年間にわたって論争が続いていた。

いくつかの理論モデルでは，量子ポイントコンタクトにおいて電子スピンが揃うことで出現する磁化が，0.7異常に関与していると指摘している。しかし，量子ポイントコンタクト内部の磁化は小さすぎるため測定できず，この理論モデルを証明することはできなかった。

研究グループは，量子ポイントコンタクトを流れる電子スピンと，半導体を構成しNMRを起こす原子核の核スピンが弱く相互作用することに着目。磁化によるNMRの共鳴周波数の変化を量子ポイントコンタクトの電気伝導度の変化として検出することで，局所的な情報を得ることに成功した。

実験に用いた量子ポイントコンタクトは，半導体ヘテロ接合界面に形成される2次元電子系を，静電ゲートを用いて狭めることによって作製した。静電ゲート電圧によって，「くびれ」の幅を変えることができる。

磁化および電気伝導度の測定結果から，「0.7異常」があらわれるくびれの幅において，量子ポイントコンタクトの磁化は最大になることが分かった。さらに，この測定結果が電子間に働くクーロン相互作用を取り入れた理論モデルの計算結果とよく一致することも示された。

研究グループはこの研究成果について，長年の未解決問題であった「0.7異常」の理解が進むことが期待できるとともに，これまで直接測定が困難だったナノスケール物質の磁気特性測定への応用が期待できるものとしている。

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