東京大学と東北大学からなる研究チームは，同種の酸化物と金属磁石の積層構造であっても，酸化物側に電気的な極性があるときには，その極性の符号に依存して金属磁石の構造や磁気的性質が大きく異なることを明らかにした（ニュースリリース）。

酸化物の薄膜を金属磁石の薄膜でサンドイッチした構造（磁気トンネル接合）は，開発が進む磁気メモリ内の記録素子やハードディスクの磁気ヘッド（磁気センサー）として広く用いられている。そのため，この素子の最適化を進めることは，当該応用分野にとって最も重要なこととされている。

しかし，酸化物と金属の組み合わせは幅広く試されてきたが，これまで極性表面をもつ酸化物と金属磁石の組み合わせがどのような特性を持つかは知られていなかった。

研究チームは，亜鉛（Zn）・酸素（O）両極性面を表裏にもつ酸化亜鉛（ZnO）基板上に，同じ条件で，数ナノメートル以下の薄いコバルト（Co）を製膜した。その結果，極性面に応じて，製膜されたCoの結晶構造そのものが全く異なることが明らかになった。

それだけでなく，亜鉛（Zn）極性面上のCoでは磁化が揃いやすい方向が膜面内にあるのに対し，酸素（O）極性面上では膜面垂直方向に磁化が揃うことが分かった。このように，同じ物質同士を組み合わせた積層構造でも，その性質に劇的な違いがもたらされることが分かった。

つまり，シンプルな構造でありつつも，自然界では存在しえない構造を人工的に作り出すことで，新たな機能をもつ磁石が得られることが示された。この構造では，ZnOとCoの界面にビルトインされた電界を有するという意味でも，それを利用した物理的基礎研究や応用研究の舞台となる系を提供するものと期待されるという。

得られた結果は，磁気記録やスピントロニクスの研究分野で広く用いられている酸化物と金属磁石の組み合わせをデザインする上で，極めて重要な指針を与えるもの。酸化物と金属磁石の積層構造からなる素子をデザインする上で，今後重要な指針を与えることが期待されるとしている。