2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study to elucidate a driving mechanism of moving magnetic skyrmions in a nonequilibrium steady state and under an external field
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17K14327
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
奥山 大輔 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30525390)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 磁気スキルミオン / 中性子散乱 / 非平衡状態の物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では米国NISTとスイスPSIが有する中性子施設との共同研究を柱の一つとしている。平成29年度及び平成30年度では、NISTとPSIと共同開発した試料内の熱勾配が小さい状況下での電流印加が可能な中性子小角散乱実験セッティングを使い、定常/変動電流下で観測される磁気スキルミオン格子の変化の大まかな特徴をつかんだ。最終年度では、これまで測定した定常電流下で観測される磁気スキルミオン格子が塑性変形を起こしながら駆動する「塑性流動」について、論文を執筆するのに必要な最終の追加実験を行った。追加実験では特に、電流中での試料内の様々な方向の熱勾配を定量的に見積もるため、1 mm2 以下に整形した入射中性子を使った。電流印加中では試料内にジュール熱による発熱が発生し、その結果先行研究で観測されている熱勾配と電流による磁気スキルミオン格子駆動が起きる可能性があると考えた。そのため、電流中の試料内の熱勾配を測定試料MnSiの磁気転移温度の試料位置依存性を用いて調べた。実験の結果、試料内ではどの方向にもおおよそ均等な熱勾配(0.03 K/mm 以下)が発生していることが分かった。この熱勾配の大きさは、熱勾配と電流を印加した先行研究で磁気スキルミオン格子の駆動に必要な熱勾配値より1桁以上小さい値であった。以上のことから、我々が電流のみで観測した「塑性流動」が、先行研究とは異なる起源を持つ現象であることを示したと考えた。それらの結果を基にして論文を執筆した。
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Research Products
(21 results)
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[Journal Article] Deformation of the moving magnetic skyrmion lattice in MnSi under electric current flow2019
Author(s)
D. Okuyama, M. Bleuel, J.S. White, Q. Ye, J. Krzywon, G. Nagy, Z.Q. Im, I. Zivkovic, M. Bartkowiak, H.M. Ronnow, S. Hoshino, J. Iwasaki, N. Nagaosa, A. Kikkawa, Y. Taguchi, Y. Tokura, D. Higashi, J.D. Reim, Y. Nambu, T.J. Sato
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Journal Title
Communications Physics
Volume: 2
Pages: 79-1-7
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Spatial Inhomogeneous Deformation of the Moving Magnetic Skyrmion Lattice in MnSi under Electric Current Flow2019
Author(s)
D. Okuyama,M. Bleuel,J.S. White,Q. Ye,J. Krzywon,G. Nagy,Z.Q. Im,I. Zivkovic,M. Bartkowiak,H.M. Ronnow,S. Hoshino,J. Iwasaki,N. Nagaosa,A. Kikkawa,Y. Taguchi,Y. Tokura,D. Higashi,J.D. Reim,Y. Nambu,T.J. Sato
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES) 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Plastic deformation of the moving magnetic skyrmion lattice in MnSi under electric current flow2019
Author(s)
D. Okuyama,M. Bleuel,J.S. White,Q. Ye,J. Krzywon,G. Nagy,Z.Q. Im,I. Zivkovic,M. Bartkowiak,H. M. Ronnow,S. Hoshino,J. Iwasaki,N. Nagaosa,A. Kikkawa,Y. Taguchi,Y. Tokura,D. Higashi,J. D. Reim,Y. Nambu,T. J. Sato
Organizer
The 3rd Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering 2019 (AOCNS 2019)
Int'l Joint Research
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