| 研究課題/領域番号 |
20H02602
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 公益財団法人名古屋産業科学研究所 (2021-2022)
名古屋大学 (2020) |
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研究代表者 |
浅野 秀文 公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 上席研究員 (50262853)
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| 研究分担者 |
伊藤 孝寛 名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 准教授 (50370127)
羽尻 哲也 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80727272)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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 | ノンコリニア反強磁性 / スキルミオン / キラル磁性体 / 窒化物薄膜 / 異常ホール効果 / トポロジカルホール効果 / スピン軌道トルク / 反強磁性 / 反強磁性体 / ノンコリニア反強磁性体 / トポロジカルBiSb / キラル充填β-Mn構造磁性体 / ローレンツ透過型顕微鏡観察 / ノンコリニア磁気抵抗効果 / スピントロニクス / 磁気スキルミオン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
反強磁性体と磁気スキルミオンはメモリー素子・ロジック素子開発にイノベーションをも たらす次世代材料として注目を集めている。ノンコリニア(非共線)磁気構造は，反強磁性 体や磁気スキルミオンで現れる構造であり，それらの磁性体の物性・機能発現に対して本質 的に重要な役割を果たしている。
本研究では，複金属窒化物のノンコリニア反強磁性体と磁気スキルミオン における巨大磁気伝導物性を開拓するとともに，それらの融合系としての「反強磁性スキル ミオン」の創成とその応用を目的とする。本研究の成果は，革新的なスピンデバイス開発の 基礎となる「反強磁性スキルミオニクス」の創製に繋がるものである。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，反強磁性体Mn3GaNとスピン流生成源BiSbとの積層構造において、5X105 A/cm2という超低電流密度でのスピン軌道トルクスイッチングを達成した。
キラル強磁性(Fe2-yPdyMo3N; FPMN) 、および反強磁性(Co2-yPdyMo3N; CPMN)を用いた検討を行った。強磁性FPMNでは、キュリー温度600 K、60 nmの微細スキルミオン形成を、トポロジカルホール効果、L-TEM観察、XMCD分光から明らかにした。反強磁性体CPMNでは、異常ホール効果、トポロジカルホール効果、ノンコリニア磁気抵抗効果を用いた解析から、室温反強磁性スキルミオン生成の可能性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ノンコリニア反強磁性体における室温、無磁場、超低電流密度（5x105 A/cm2）のスピン軌道トルク磁化スイッチングの実は、磁気メモリーの低消費電力書込動作を実証するものであり、次世代スピントロニクスに向けた重要な意義を持つ。
反転対称性の破れた充填β-Mn構造磁性体において、Dzyaloshinski-Moriya相互作用と電子状態密度の同時制御により、従来より特性の優れた強磁性スキルミオンが実現され、およびこれまでに報告例のない反強磁性スキルミオンの可能性が示された。これらの知見は、今後のスキルミオン物質探索、並びにロジックデバイス応用へのスキルミオン研究における重要な指針となる。
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