| 研究課題/領域番号 |
20K03836
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
田中 雅章 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50508405)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | スピントロニクス / 層間磁気結合 / 相関交換結合 / スキルミオン / 相関磁気結合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では「強磁性層/非磁性層/強磁性層」の3層からなる薄膜で上層と下層の強磁性層が反強磁性結合で互いの磁化が反対を向く構造体を用いてスキルミオンを安定化を行い，高速で電流駆動できる膜厚構成の探索を行う．そのために実験とシミュレーションから反強磁性結合が存在する系でのスキルミオンの安定化機構の調査を行い，スキルミオンの電流による挙動と反強磁性結合の強さとの相関関係を調べる．
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| 研究成果の概要 |
反強磁性結合により上下の強磁性層の磁化が反対を向く「強磁性層/非磁性層/強磁性層」の３層構造の細線で、微小な渦磁区構造の磁気スキルミオンバブル磁区(BD)の安定化を試みた。本研究では、BDの安定化に一般的に利用される界面ジャロシンスキー-守谷(DM)相互作用がなくても、反強磁性結合を用いることでBDが安定化でき、細線を流れる電流方向に対してBDを平行に移動できることをマイクロマグネティックシミュレーションを用いて実証した。また、反強磁性結合が大きな細線では界面DM相互作用が大きな細線と同様にネール磁壁が安定して存在し、スピン軌道トルクを与えると磁壁が高速で駆動することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
反強磁性結合を有する細線では磁気スキルミオンバブル磁区(BD)が安定化でき、細線を流れる電流方向に対してBDが平行に移動できることを明らかにした。反強磁性結合を用いることでBDの安定性を自由に制御でき、また細線上のBDを電流で安定して駆動できるなど、本研究から得られた知見は磁気メモリーの研究に対して有益な情報を与えると考えている。また、反強磁性結合を用いることで磁壁駆動の速度が上昇することが明らかになっており、この研究成果は磁壁駆動メモリーの省電力化・高速化に貢献すると考えている。
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