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スキルミオンダイナミクスの理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J10547
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性II(理論)
研究機関東京大学

研究代表者

岩崎 惇一  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードスキルミオン / 磁気スキルミオン / 磁壁 / スピントロニクス
研究実績の概要

原子核物理学の分野で最初に提案されたスキルミオンと呼ばれるトポロジカルな場の配置は,今日,磁気スキルミオンとして磁性体中で実現することがわかっている.磁気スキルミオンは,カイラルな結晶構造を持つ磁性体や多層磁性体などの空間反転対称性が破れた系で広く観測されている.カイラルな結晶構造を持つ磁性体の3次元バルクでは,2次元のスキルミオンが外部磁場の方向へと積み重なったような構造ができており,それは糸のような形状をなすため,スキルミオンストリングと呼ばれる.
我々は,スキルミオンストリングに局在し,ストリングの伸びる方向へと伝わるマグノンモードについて理論的に研究した.マグノンのスペクトラムは解析的に計算され,マグノンの連続スペクトラムの下に2つのモードがあることが判明した.それは,ブリージングモードと並進モードである.これらのモードは共に非相反性を示す.すなわち,マグノンの伝搬方向に依る非対称性が現れるのである.特に,ブリージングモードは分散関係にてkの1次の項を持ち,強い非相反性を示す.(一方,並進モードは南部・ゴールドストーンの定理によりkの1次の項を持つことは禁止されている.)これに伴い,ブリージングモードはk=0,すなわちストリングの方向に一様なブリージングでさえもエネルギーを1方向に運ぶことがわかった.我々は数値シミュレーションも同時に行い,以上の解析な結果が数値計算の結果と一致することを確かめた.以上の我々の結果はスキルミオンストリングという磁気テクスチャを用いた1方向熱チャネルの設計を可能にするものであり,応用上も興味深い.この結果は今後論文にまとめる予定である.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 産業財産権 (10件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Current-Driven Motion of Magnetic Domain Wall with Many Bloch Lines2015

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki and N. Nagaosa
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 84 号: 8 ページ: 083701-083701

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.083701

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Large anisotropic deformation of skyrmions in strained crystal2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shibata, J. Iwasaki, N. Kanazawa, S. Aizawa, T. Tanigaki, M. Shirai, T. Nakajima, M. Kubota, M. Kawasaki, H. S. Park, D.Shindo, N. Nagaosa, Y. Tokura
    • 雑誌名

      Nature Nanotechnology

      巻: 10 号: 7 ページ: 589-589

    • DOI

      10.1038/nnano.2015.113

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Memory functions of magnetic skyrmions2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Koshibae, Yoshio Kaneko, Junichi Iwasaki Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura, and Naoto Nagaosa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 5 ページ: 053001-053001

    • DOI

      10.7567/jjap.54.053001

    • NAID

      210000145132

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Colossal spin transfer torque effect on skyrmion along the edge2014

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki, W. Koshibae, and N. Nagaosa
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 14 号: 8 ページ: 4432-4437

    • DOI

      10.1021/nl501379k

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Inertia, diffusion and dynamics of a driven skyrmion2014

    • 著者名/発表者名
      C. Schutte, J. Iwasaki, A. Rosch, and N. Nagaosa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 17

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.174434

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Structural Change and Dynamics of Magnetic Skyrmions2017

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki
    • 学会等名
      ICCP10
    • 発表場所
      Macau, China
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural Change and Dynamics of Magnetic Skyrmions2016

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki
    • 学会等名
      EMN Meeting on Spintronics
    • 発表場所
      Las Vegas, US
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymmetric Wave Propagation in Skyrmion String in Chiral Magnets2016

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki, C. Schutte, and N. Nagaosa
    • 学会等名
      JPS Annual Meeting 2016
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Current-Driven Motion of Magnetic Domain Wall with Many Bloch Lines2015

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki and N. Nagaosa
    • 学会等名
      JPS Autumn Meeting 2015
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Asymmetric Wave Propagation in Skyrmion String in Chiral Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki, C. Schutte, and N. Nagaosa
    • 学会等名
      ICM 2015
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Asymmetric Wave Propagation in Skyrmion String in Chiral Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki, C. Schutte, and N. Nagaosa
    • 学会等名
      Workshop on "Topological Magnets"
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of Magnetic Skyrmions in Chiral Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki
    • 学会等名
      EMN Phuket 2015
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2015-05-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Wave Equation of Three-Dimensional Skyrmion Line2015

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki, C. Schuette, and N. Nagaosa
    • 学会等名
      APS March Meeting 2015
    • 発表場所
      San Antonio,US
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Current-Induced Dynamics of Magnetic Skyrmion in Chiral Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki, M. Mochizuki, W. Koshibae, and N. Nagaosa
    • 学会等名
      ICCP9
    • 発表場所
      Singapore, Singapore
    • 年月日
      2015-01-07 – 2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theory of magnon-skyrmion scattering in chiral magnets2014

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki, A. J. Beekman, and N. Nagaosa
    • 学会等名
      JPS Autumn Meeting 2014
    • 発表場所
      中部大学, 愛知県
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Colossal spin transfer torque effect on skyrmion along the edge2014

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki, W. Koshibae, and N. Nagaosa
    • 学会等名
      JPS Autumn Meeting 2014
    • 発表場所
      中部大学, 愛知県
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Momentum of Magnetic Skyrmion2014

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki, A. J. Beekman, W. Koshibae, and N. Nagaosa
    • 学会等名
      SCES 2014
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Magnon-Skyrmion Scattering in Chiral Magnets2014

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasaki, A. J. Beekman, and N. Nagaosa
    • 学会等名
      NQMP 2014
    • 発表場所
      OIST, 沖縄県
    • 年月日
      2014-05-14 – 2014-05-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 磁気記憶媒体およびデータ記録装置2017

    • 発明者名
      永長直人,小椎八重航,岩崎惇一,川﨑雅司,十倉好紀,金子良夫
    • 権利者名
      永長直人,小椎八重航,岩崎惇一,川﨑雅司,十倉好紀,金子良夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017-02-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 磁気素子、スキルミオンメモリ、固体電子デバイス、データ記録装置、データ処理装置および通信装置2016

    • 発明者名
      永長直人,小椎八重航,岩崎惇一,川﨑雅司,十倉好紀,金子良夫
    • 権利者名
      永長直人,小椎八重航,岩崎惇一,川﨑雅司,十倉好紀,金子良夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-12-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 磁気素子、スキルミオンメモリ、スキルミオンメモリデバイス、データ処理装置、スキルミオンメモリ搭載固体電子デバイス、データ記録装置、データ処理装置及びデータ通信装置2015

    • 発明者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 権利者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-01-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 磁気素子及びスキルミオンメモリ2014

    • 発明者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 権利者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-04-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 磁気素子、スキルミオンメモリ、固体電子デバイス、データ記録装置、データ処理装置および通信装置2014

    • 発明者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 権利者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 磁気記憶媒体およびデータ記録装置2014

    • 発明者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 権利者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 記憶媒体、記録装置、データ処理装置、データ記録装置および通信装置2014

    • 発明者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 権利者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 磁気素子、スキルミオンメモリ、スキルミオンメモリデバイス、固体電子 デバイス、データ記録装置、データ処理装置およびデータ通信装置2014

    • 発明者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 権利者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-09-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 磁気素子、スキルミオンメモリ、スキルミオンメモリデバイス、固体電子 デバイス、データ記録装置、データ処理装置およびデータ通信装置2014

    • 発明者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 権利者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 磁気素子、スキルミオンメモリ、スキルミオンメモリデバイス、固体電子 デバイス、データ記録装置、データ処理装置およびデータ通信装置2014

    • 発明者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 権利者名
      永長直人、小椎八重航、岩崎惇一、川崎雅司、十倉好紀、金子良夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-10-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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