2017 Fiscal Year Research-status Report
skyrmionダイナミクスを利用した新規多値メモリ素子の提案
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17K19068
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岡本 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10292278)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 剛志 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50303665)
北上 修 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70250834)
菊池 伸明 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80436170)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | skyrmion / DMI / スピンダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁気skyrmion（以降，skyrmion）は，Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)によるトポロジカルスピン構造の一つであり，実験的にその存在が実証されてからまだ数年しか経っていない非常に新しいものであるが，ナノスケール領域でトポロジカル安定性を有していることから，メモリキャリアとしての応用が期待されている．現在主流で研究されているskyrmionメモリ素子はレーストラック型と呼ばれるものであり，未だ解決すべき多くの問題・課題を抱えているのが現状である．本研究では，新たな原理に基づく新規skyrmion多値メモリ素子の提案を行うものである．具体的には，skyrimionを磁性ディスクに生成・消去手法の開発，複数skyrmionの蓄積とその個数に応じた多値メモリ検出技術の開発を行う．H29年度は研究初年度であり，主にシミュレーションによって研究を進めた．得られた成果は以下の通りである．
(1) 磁性ディスクの磁気特性とskyrmion生成のための相図を作成し，skyrmionが安定に生成する条件を決定した．skyrmionを安定に生成させるためには，DMIと外部磁場が重要なパラメータであり，実験的に実施可能な条件で安定生成が可能であることを明らかにした．
(2) 磁性ディスクサイズと蓄積可能なskyrmion数の関係を明らかにした．この蓄積可能なskyrmion数は，skyrmionの配列状態にも依存することが分かった．
(3) マイクロ波による磁性ディスクへのskyriom生成，消去が可能であることを明らかにした．本手法はこれまでにない新規なskyrmion生成，消去手法である．さらにマイクロ波の印可時間を制御することで複数skyrionの同時生成なども可能であることを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究初年度において，磁性ディスクへのskyrmionの新規な生成，消去手法の提案ができており，順調な進捗具合と判断している．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度で磁性ディスクへの新規なskyrmion生成，消去手法の提案を行うことができた．平成30年度は，このマイクロ波を用いたskyrmion生成，消去の原理解明と更なる公制御化手法の開発を行う．さらにアモルファス垂直磁化材料を用いて本手法の実験検証を行う．
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| Causes of Carryover |
当該年度における成果発表は，別予算での成果と併せての発表であったため，その旅費等は本予算からは執行しなかった．次年度は，最終年度であるため，成果発表を積極的に行う予定である．
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