磁気記憶理論が二次元材料で証明されました。これにより、HDDの容量増加が期待されています

新しい実験的境界：原子薄材料におけるエキゾチック磁気相の完全サイクルが発見されました

テキサス大学オースティン校の物理学者たちは、これまで個別に存在していた二つのユニークな磁気状態を完全に連続的に進化させることを初めて確認しました。この実験により、数ナノメートル規模の安定した「磁気島」が形成され、将来の超高密度データ貯蔵装置への一歩が踏み出されました。

何が発見されたか？
1. ベレジンスキー・コステリツァ・タウレス相（BKT）

原子薄二次元材料を–150 °Cから–130 °Cに冷却すると、BKT状態へ遷移します。この状態では磁気モーメントが互いに結びついた渦のペアを形成し、逆方向に回転します。各渦は数ナノメートルのサイズで制限されます。

2. 六状態「時計」相

さらに温度を下げると、材料は第二の相へ遷移します――六つの可能な向きを取る磁気モーメントが時針の矢印に似た配置を取り、安定かつ長寿命です。これらの状態は情報記録に潜在的に適しています。

この二つの相は互いの前兆であり、以前は個別に観測されていましたが、完全なサイクルはまだ再現されたことがありませんでした。

材料と方法
実験はニッケルリン酸化物三硫化物（NiPS₃）結晶上で行われました。結果は非線形光学マイクロポラリメトリーを用いて理論的にも実験的にも確認されました。

科学的重要性
- 二次元磁気と位相物理の基本モデルが裏付けられます。
- BKT遷移の創始者であるソビエト科学者ヴァディム・ベレジンスキーの貢献は実証データによって確認され、2016年にコステリツァとタウレスにノーベル賞が授与されました。
- 純粋な二次元系で安定したナノスケール磁気渦を示すことは、原子レベルでの磁気制御の新たな可能性を開きます。

展望
研究者たちは、これらのエキゾチック相がより高温（室温に近い）で安定化する材料を探求する計画です。これは超コンパクト磁気ナノデバイスの創造、スピン電子工学の突破口、および新しいデータ保存技術への道を開く可能性があります