高エネルギー加速器研究機構（KEK）は2024年5月20日、茨城大学、東北大学、東京大学、名古屋大学と共同で、酸化ルテニウムが常磁性金属であることを明らかにした。
磁石に引き寄せられる鉄やニッケルなどは「強磁性体」と呼ばれ、電子スピンの方向が同じ向きに揃っているのが特徴だ。電子スピンが同じ向きではなく、互い違いに反対方向に揃っているものは「反強磁性体」と呼ばれる。反強磁性体の中にはスピンの向きが互い違いにもかかわらず、強磁性体と同様の特徴を持つものがあると予想されており、「交代磁性」と呼ばれている。交代磁性を示す金属は、ハードディスクのような磁気デバイスに応用可能で、かつ周辺の磁場の影響を受けないため安定して動作することが期待される。そのような物資の有力候補として、これまで酸化ルテニウムが挙げられていた。しかしこれまで、その性質の証拠が不十分だった。
今回KEKらは、磁気敏感な素粒子「ミュオン」を使い、不純物や格子欠陥が少ない高純度の酸化ルテニウム試料の磁気特性を改めて調査。その結果、反強磁性秩序が存在する可能性が低く、酸化ルテニウムは磁気特性を示さない「常磁性金属」であることを、第一原理計算との組み合わせにより明らかにした。
酸化ルテニウムは、磁気デバイスへの応用を目的とした研究がすでに行われているが、今回の研究結果によって、応用研究や電子状態の認識を再検討する必要が生じてくる。
