反强磁性体で电流による电子の液晶化を実証―エレクトロニクス応用可能な电気抵抗変化として世界初観测―

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&苍产蝉辫; 近年、自発的な磁化を持たない反强磁性体は、耐磁场性などの利点から次世代デバイスへの応用が期待されています。现在の开発の主流は、磁化を持つ强磁性体と同様に时间反転対称性のみが破れた反强磁性体です。一方、空间反転対称性も同时に破れる特殊な反强磁性体では、强磁性体とは全く异なる电子状态となるため、新原理の电気伝导が予言されていましたが、実験的な証拠はこれまで得られていませんでした。

 栁瀬陽一 理学研究科教授は、酒井英明 東北大学教授(研究開始時:大阪大学准教授)、宮本雄哉 大阪大学修士課程学生(研究当時)、木俣基 日本原子力研究開発機構研究副主幹(研究開始時:東北大学准教授)らと共同で、時間?空間反転対称性のいずれも持たない反強磁性体SrMnBi2において、均一な电子の动きやすさ(电子状态)が电流により液晶のように特定の方向へ偏って歪むという新现象を、电気抵抗のダイオード的な成分として初めて検出することに成功しました。さらに、反强磁性パターンを电流と磁场で制御することでダイオード特性の极性反転にも成功しました。このスイッチング可能な现象は、革新的なメモリや整流素子としてエレクトロニクス応用が期待されます。

 本研究成果は、2026年1月7日に、国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。

画像
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 (a) PT対称磁性体の電子状態(フェルミ面)の概念図。 (b) SrMnBi?の結晶構造の模式図(左)。四面体に囲まれたMnサイトがPT対称反强磁性秩序を示す。二次元叠颈层のディラック电子が形成する电子ポケットの概念図(右)。
研究者情报
研究者名
栁瀬 陽一
书誌情报

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【书誌情报】
Hideaki Sakai, Yuya Miyamoto, Motoi Kimata, Hikaru Watanabe, Yoichi Yanase, Masayuki Ochi, Masaki Kondo, Hiroshi Murakawa, Noriaki Hanasaki (2026). Transport evidence of current-induced nematic Dirac valleys in a parity-time-symmetric antiferromagnet. Nature Communications, 16, 11112.