| Project/Area Number |
22KF0159
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| Project/Area Number (Other) |
22F22061 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 29010:Applied physical properties-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
劉 小晰 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (10372509)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
XIA JING 信州大学, 学術研究院工学系, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | Topological spin texture / Quantum bit / 量子ビット / 量子論理ゲート / トポロジカルスピンテクスチャ / 磁気スキルミオン |
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| Outline of Research at the Start |
2D,3Dトポロジカルスピンテクスチャは波動性、粒子性同時に持つ。本研究では、２Dのskyrmion, antiskyrmion, skyrmionium, bimeron, and bimeronium 及び 3D の hopfions, torons, bobbers, skyrmion tubes, and bimeron tubesを用いて、ユニバーサル量子ビットに関する理論検討を行うと共に、ウェハーベースの量子計算システムの形成を提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
共同研究期間中（2022年4月1日から2024年3月31日まで）、主にスキルミオン、メロン、ビメロンを含むトポロジカルスピンテキスチャーの新しい物理的性質に着目し、トポロジカルスピンテクスチャーに基づく量子ビットの構築に向けて、スキルミオンとメロンの潜在的な量子応用を研究した。 研究期間中には、Physical Review Letters、Physical Review B、Communications Materials、Nano Letters などの学術雑誌を含む、査読済みの国際雑誌での 12 件の共著掲載につながりました。主な研究結果とその影響は以下にまとめられています。
2023年度では、固定方向の磁場パルスによって引き起こされる可逆的な磁区再配向を初めて研究しました。これは原理的には Pauli-X ゲート (つまり、量子 NOT ゲート) の構築に使用できる。 この研究では、ノッチ付き強磁性ナノトラックにおける磁区再配向が、ナノトラックに垂直な固定面内方向に均一な磁場パルスを印加することによって実現され、効果的に制御できることを報告した。 結果として、ノッチ付きナノトラック内の磁区の構成は、磁場パルスによって駆動される可逆的な方法でヘッドツーヘッド状態とテールツーテール状態の間で切り替えられるが、反転する必要がないことを示した。 このような独特の磁区再配向ダイナミクスは、磁気パラメータとナノトラックの形状に依存することがわかった。関連する結果は、Physical Review B に記事として掲載されました。
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