2017 Fiscal Year Annual Research Report
Studies of the observation of magnetic skyrmions in ferromagnetic thin films
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15K13272
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
山田 啓介 岐阜大学, 工学部, 助教 (50721792)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | スカーミオン / 強磁性体薄膜 / カイラリティー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である当該年度における「研究の目的」、「研究実施計画」は、①スカーミオンの生成・消滅方法を確立する、②外場によるスカーミオンの輸送方法を調べる、という2題目であった。これらの計画では、実験的に観測を行い、得られた実験結果と数値シミュレーションの結果を比較し、考察を行う予定であったが、昨年度同様に実験的にスカーミオンを観測することが困難であったため、主に数値シミュレーションを用いて、スカーミオンの自由度を制御することを目指した研究を行った。スカーミオンの自由度として、渦度、極性、巻度があるが、スカーミオンがエネルギー的に安定である、渦度=+1で巻度=±π/2の2状態であるカイラリティー(CWとCCW)に注目し、カイラリティーを熱励起により反転制御する研究を行った。その結果、パルス熱のスポットの大きさとパルス熱の印加時間に依存して、カイラリティーが反転し、カイラリティー制御が可能であることがわかった。これらの結果は、平成30年度に国際学会で発表を行い、論文も発表する予定である。
本研究に関連のある成果を以下に述べる。昨年度同様に強磁性細線中の十字型構造におけるトポロジカルホール効果(THE)の大きさを明らかにした研究の続きを行った。特に、スカーミオンが生成される由来であるジャロシンスキー・守谷相互作用(DMI)が働く強磁性細線におけるTHEの大きさの計算を行った。DMIが有る膜では、十字型構造の中心の渦コアの向きに依存してTHEの大きが変化することがわかった。これは、DMIが非対称性な効果であることを示しており、また渦コアの向きを利用することで、新しいメモリとして活用できることが明らかになった。
また強磁性体と強誘電体の界面で磁化の異方性が発現する研究も行い、磁区構造と磁気異方性の依存性について明らかにした。この結果については、論文を発表した。
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