スキルミオンは、電子のスピン（小さな磁石）^（注3）が渦巻状に並んだ特殊な構造（図1a）で、一度できると壊れにくく、しかもごくわずかな電流で動かせるという優れた性質を持つことから、次世代の超低消費電力メモリや情報デバイスの切り札として注目されています。これまでスキルミオンの形成には、結晶構造に表と裏の区別がある特殊な環境が必要であると考えられていました。しかし近年、これまでの常識では説明できない材料から、直径わずか約2ナノメートルという「世界最小級」のスキルミオンが発見され、世界的な注目を集めています。特にEu（Ga,Al）₄という材料は、磁場によってスキルミオンの並び方が菱形から正方形へ変化する珍しい性質を持ちますが（図1b, c, d）、なぜこれほど小さくなれるのか、なぜ並び方の形まで変わるのか、その根本原因は分かっていませんでした。

東北大学と京都産業大学の共同研究グループは、放射光施設フォトンファクトリーを利用した角度分解光電子分光実験^（注4）を行い、Eu（Ga,Al）₄の内部を動く電子の状態を精密に観測しました。その結果、ガリウム（Ga）をアルミニウム（Al）に置き換える過程で、特定の組成において新たなフェルミ面^（注5）が出現する「リフシッツ転移」を発見しました（図2）。新たに現れたフェルミ面が、スキルミオンの有無や大きさ、並び方を決定していることを突き止めました。これは、伝導電子がスピンの向きを揃えるRKKY相互作用^（注6）が、極小スキルミオンの形成と多様性をもたらすことを示しています。この成果は、電子状態を変化させることでスキルミオンの大きさや形状を自在に設計・制御できる可能性を示したものです。本研究成果は2026年4月13日10時（英国時間）、科学誌Nature Communicationsに掲載されます。