| 研究課題/領域番号 |
20H00337
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
望月 維人 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80450419)
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| 研究分担者 |
笹川 崇男 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (30332597)
安藤 和也 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30579610)
小野 輝男 京都大学, 化学研究所, 教授 (90296749)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,590千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 10,290千円)
2023年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2022年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2021年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2020年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
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| キーワード | スキルミオン / スキルミオニクス / スピントロニクス / トポロジカル磁性 / トポロジカル磁気テクスチャ / 磁気メモリ / リザバーコンピューティング / 熱電変換 / ブラウン運動 / カイラルスイマー / アクティブマター / 磁気デバイス / 電流駆動 / 近藤格子模型 / キラル磁性体 / 磁気トポロジー / DM相互作用 / マイクロ波素子 / 磁気多層膜系 / スピン軌道トルク / 垂直磁気異方性 / マイクロ波応答 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁性体中に発現するナノサイズの磁気渦「磁気スキルミオン」は (1)ナノスケールの極小サイズと，(2)トポロジカルに保護された安定性，(3)室温を超える動作温度，（4） 高い省電力性，といった磁気デバイスへの応用に最適な性質をいくつも持っています。これらの性質を生かし、近い将来の高度情報化社会を担う「磁気メモリ」や「磁気センサ」、「脳型情報処理素子」の実現を目指し、これらの素子の基盤となる「高性能な磁気材料」と「生成・消去・検出・伝送といった要素技術」を「理論設計」と「実験実証」により開発します。これにより、スキルミオンを使った次世代エレクトロニクスである「スキルミオニクス」の創出を目指します。
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| 研究成果の概要 |
スキルミオンを活用したエレクトロニクス「スキルミオニクス」の創成を目指し、スキルミオンを発現する材料・物質系の探索、スキルミオンを制御・駆動する方法の設計、新しい物性現象および物質機能の探索に取り組み、それぞれの項目において重要な成果をあげることができた。また、これまでは主に、磁気メモリ素子の情報担体としての応用を目指した研究が世界的に進められていたが、スキルミオンがリザバー型情報処理素子や熱電素子の素材として高いポテンシャルを秘めていることを世界に先駆けて発見し、スキルミオン研究の新しい展開を切り拓いた。さらに、スキルミオン以外の新しいトポロジカル磁気構造に研究を発展させることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高度情報社会において、堅牢で省エネなストレージやコンピューティング、センシング素子が求められている。半導体に比べて放射線や熱などの擾乱に強く、堅牢な磁性体を使った磁気デバイスはその有力候補である。さらに、スキルミオンは（１）ナノスケールの極小サイズ、（２）トポロジカルに保護された安定性、（３）小さな外場で駆動可能と言った性質から超高密度・高集積で超省電力のデバイスを実現する素材となり得る。そのようなスキルミオンの素子応用を実現するためには、材料・物質の開発、制御・駆動技術の確立、新現象・新機能の開拓が不可欠であるが、本研究ではこれらの項目すべてにおいて多くの重要な成果を上げることができた。
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