フェリ磁性体を利用したスキルミオン移動型メモリの研究
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19J10013
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 28020:Nanostructural physics-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平田 雄翔 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | スピントロニクス / フェリ磁性体 / 磁気コンプトン散乱 / 磁壁 / スキルミオンホール効果 / 角運動量補償温度 / トポロジカルマグナス力 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、フェリ磁性体の補償温度近傍におけるスキルミオンの電流駆動現象を明らかにすることである。フェリ磁性体GdFeCoは、反平行に配列した副格子磁化を有し、そのベクトル和を正味の磁化（角運動量）として発現する物質であり、磁化ならびに角運動量の補償する温度を有する。これらの補償温度においては、デバイス応用に向けた障害であるスキルミオンホール効果(スキルミオンの軌道が曲がる現象)が消失することが理論的に示唆されている。さらに上記の研究成果をもとに、GdFeCoの組成比を制御しスキルミオンデバイスの室温動作に適した(室温でスキルミオンホール効果を発現しない)フェリ磁性材料の開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の研究結果から、フェリ磁性体の角運動量に着目し、「角運動量補償温度の評価」ならびに「フェリ磁性体における磁壁クリープ移動現象の膜厚依存性」に関して調査を行った。まず、「角運動量補償温度の評価」では、Al箔基板上にスパッタされたGdFeフェリ磁性体薄膜試料におけるGd元素とFe元素それぞれのスピン選択磁化、及び軌道選択磁化の温度依存性を磁気コンプトン散乱測定とSQUIDを用いた全磁化測定により明らかにした。次に、スピン選択磁化と軌道選択磁化の値からGd元素とFe元素のg因子の値を評価し、それらの値と先行研究において報告されている磁化補償温度ならびに角運動量補償温度の関係を用いて、角運動量補償温度を評価した。本研究は、磁気コンプトン散乱測定が角運動量補償温度の評価に有用であることを示したという点で意義がある。「フェリ磁性体における磁壁クリープ移動現象の膜厚依存性」の研究では、CoFeB膜厚の異なるTb/CoFeB/MgO人工フェリ磁性体薄膜を用いて、微細加工により磁壁速度測定用の磁性細線を作成し、室温における磁場駆動磁壁速度のCoFeB膜厚依存性を調査した。その結果、CoFeB膜厚が大きく、全体膜厚が大きい試料の方が、磁壁速度が速いことが分かった。先行研究においてCo/Pt系強磁性試料においては、磁性層膜厚が小さい試料の方が、磁壁速度が速いことが報告されており、本研究結果はこれとは逆の傾向を示している。本研究は、これまでに報告例の限られていたフェリ磁性体における磁場駆動磁壁移動現象を観測したものであり、フェリ磁性体における磁壁クリープ移動現象の機構解明に貢献するものであると期待される。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
