2023 Fiscal Year Annual Research Report
Non-Collinear Spintronics
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19H05622
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
深見 俊輔 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60704492)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
家田 淳一 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (20463797)
金井 駿 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (40734546)
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| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / ノンコリニア磁気構造 / トポロジー / スピン・軌道相互作用 / 不揮発性メモリ / 脳型情報処理 / ワイル半金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、電子デバイス、情報処理端末の高性能化、超低消費電力化に革新をもたらす技術へと発展することを期待し、スピントロニクスにおいてこれまで開拓されていないノンコリニア（非共線的）な磁気構造の持つ機能性とその利用方法を明らかにすることを通して、スピントロニクスの新たなパラダイム「ノンコリニアスピントロニクス」を開拓することを目指して研究を推進した。カイラルスピン構造の電流駆動や、仮想磁場の機能性素子応用などに取り組み、不揮発性メモリ、脳型情報処理の新基盤を構築する。
最終年度となった2023年度は2022年度までで構築したノンコリニア材料の作製技術と基本物性、動的特性に関する知見、理解を基礎に、ノンコリニア磁気構造に付随した新規物理現象や新デバイス機能の開拓に関する研究を推進した。具体的な成果として、
(1) ノンコリニア反強磁性体の磁気八極子と強磁性体の磁気双極子のスピン軌道トルクへの応答様式の違いの解明。(2) ノンコリニア反強磁性体と非磁性重金属の界面に形成される特殊なスピン構造を介した量子計量の室温制御。(3) 磁性材料で形成したナノスケールノンコリニア磁気構造ジャイロイドの磁気構造のマイクロマグネティック計算による予測。(4) テンプレートを用いた単結晶ジャイロイド試料の作製方法の構築。
などを得た。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Unconventional spin Hall magnetoresistance in a non-collinear antiferromagnet/heavy metal stack2024
Author(s)
T. Uchimura, J. Han, P. Tang, J.-Y. Yoon, Y. Takeuchi, Y. Yamane, S. Kanai, G. E. W. Bauer, H. Ohno, and S. Fukami
Organizer
Iwate Spintronics School, 2024 Winter
Int'l Joint Research
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[Presentation] Current-induced hysteresis loop shift in non-collinear antiferromagnetic heterostructure2024
Author(s)
Tomohiro Uchimura, Yuta Yamane, Takaaki Dohi, Jiahao Han, Ju-Young Yoon, Yuma Sato, Shun Wakabayashi, Yutaro Takeuchi, Shun Kanai, Jun'ichi Ieda, Hideo Ohno, Shunsuke Fukami
Organizer
第71回応用物理学会春季学術講演会
Invited
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[Presentation] Many-body magnonic open quantum systems2023
Author(s)
M. Elyasi, T. Hioki, T. Makiuchi, S. Kanai, L. Sheng, K. Yamamoto, H. Kurebayashi, T. van der Sar, H. Yu, Y. Blanter, S. Fukami, E. Saitoh, G. Bauer
Organizer
IEEE International Magnetics Conference (Intermag 2023)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Unconventional octupole dynamics of a non-collinear antiferromagnet driven by spin-orbit torque2023
Author(s)
J.-Y. Yoon, P. Zhang, C. -T. Chou, Y. Takeuchi, T. Uchimura, J. T. Hou, J. Han, S. Kanai, H. Ohno, S. Fukami, L. Liu
Organizer
IEEE International Magnetics Conference (Intermag 2023)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Experimental Methods of Quantifying Magnetism of Thin Antiferromagnetic Layers Deposited on MgO Substrates2023
Author(s)
K. Gas, K.P. Kluczyk, P. Skupiski, M.J. Grzybowski, T. Fus, J. Suffczyski, M. Baj, J.Z. Domagala, W. Wokanowicz, E. Susakowska, K. Grasza, A. Mycielski, M.A. Borysiewicz, K. Vyborny, U. Zlicke, R. Winkler, M. Sawicki, M. Gryglas-Borysiewicz
Organizer
13th Joint European Magnetic Symposia (JEMS2023)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Handedness anomaly in a non-collinear antiferromagnet under spin-orbit torque2023
Author(s)
J. Han, J.-Y. Yoon, P. Zhang, C.-T. Chou, Y. Takeuchi, T. Uchimura, J. T. Hou, S. Kanai, H. Ohno, S. Fukami, and L. Liu
Organizer
5th International Workshop on Spintronics Memory and Logic (SML)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Comprehensive study of crystalline structure, magnetic and magnetotransport properties of Mn3Sn thin films with various thicknesses2023
Author(s)
S. Wakabayashi, J.-Y. Yoon, K. Gas, Y. Takeuchi, Y. Yamane, T. Uchimura, Y. Sato, K. Kishi, S. Kanai, M. Sawicki, H. Ohno, and S. Fukami
Organizer
68th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM2023)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in a non-collinear antiferromagnet/heavy metal heterostructure2023
Author(s)
T. Uchimura, Y. Yamane, T. Dohi1, J. Han , J.-Y. Yoon , Y. Sato, S. Wakabayashi, Y. Takeuchi, S. Kanai , J. Ieda, H. Ohno, and S. Fukami
Organizer
68th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM2023)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Electrical control of noncollinear antiferromagnetic Mn3Sn thin film2023
Author(s)
J.-Y. Yoon, P. Zhang, C.-T. Chou, Y. Takeuchi, T. Uchimura, J. T. Hou, J. Han, S. Kanai, H. Ohno, S. Fukami, and L. Liu
Organizer
5th Polish - Japanese Workshop on Spintronics
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Dot size dependence of thermal stability factor in polycrystalline Mn3Sn2023
Author(s)
H. Kubota, Y. Sato, Y. Takeuchi, Y. Yamane, J.-Y. Yoon, T. Uchimura, S. Wakabayashi, S. Kanai, J. Ieda, H. Ohno, and S. Fukami
Organizer
The 7th Symposium for the Core Research Clusters for Materials Science and Spintronics and the 6th Symposium on International Joint Graduate Program in Materials Science and Spintronics
Int'l Joint Research
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[Presentation] Heterogeneous probabilistic computers for Boltzmann inference and learning2023
Author(s)
N. Singh, K. Kobayashi, Q. Cao, K. Selcuk, T. Hu, S. Niazi, N. A. Aadit, S. Kanai, H. Ohno, S. Fukami, and K. Y. Camsari
Organizer
20th RIEC International Workshop on Spintronics
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Crystalline structure, magnetic and magnetotransport properties of Mn3Sn thin films with various thicknesses2023
Author(s)
Shun Wakabayashi, Ju-young Yoon, Katarzyna Gas, Yutaro Takeuchi, Yuta Yamane, Tomohiro Uchimura, Yuma Sato, Keisuke Kishi, Shun Kanai, Maciek Sawicki, Hideo Ohno, Shunsuke Fukami
Organizer
第84回応用物理学会秋季学術講演会
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[Presentation] Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in a non-collinear antiferromagnet/heavy metal heterostructure2023
Author(s)
Tomohiro Uchimura, Yuta Yamane, Takaaki Dohi, Ju-Young Yoon, Yuma Sato, Shun Wakabayashi, Yutaro Takeuchi, Shun Kanai, Jun'ichi Idea, Hideo Ohno, Shunsuke Fukami
Organizer
第84回応用物理学会秋季学術講演会
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