近年、時間反転対称性と空間反転対称性の両方が破れた物質において、「磁気モーメントの渦」で表現される磁気トロイダル双極子に起因した非線形伝導現象が予言され、実験的に観測され始めています。しかしながら、現状は非線形応答の有無に関する定性的な議論に留まっており、磁気トロイダル双極子と非線形伝導の発現機構の関係や、空間スケール依存性といった本質的な研究はこれからの課題です。我々は最近、電流方向を精密に制御することにより、非線形伝導率テンソルを定量的に決定する手法を確立しました。本研究では、この手法を人工的に設計したメタマテリアルに応用し、時間・空間反転対称性が破れた系における非線形伝導の起源を明らかにします。具体的には、材料として強磁性Co/Pt多層膜を採用し、下図に示すように、薄膜の法線方向に整列したCoの磁気モーメントにより時間反転対称性を破ります。また、電子ビームリソグラフィで薄膜に周期的な楔形パターンの穴を導入することにより、空間反転対称性の破れを人工的に制御します。これらにより、両配置に垂直な面内方向に磁気トロイダル双極子が生じます。準備した試料に対する非線形伝導測定を行い、楔形パターンの密度や大きさによって非線形伝導率がどのように変化するのかを調べます。これらの結果から、磁気トロイダル双極子と非線形伝導のミクロな対応関係を明らかにするとともに、デバイス応用に直結する空間スケール普遍性の解明を目指します。