| 研究課題/領域番号 |
21H01029
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
長尾 全寛 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (80726662)
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| 研究分担者 |
大島 大輝 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (60736528)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
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| キーワード | スキルミオン / スピントロニクス / 磁気構造観察 / 顕微鏡 / ホール効果 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁気スキルミオンは安定な粒子として振る舞い、超低密度電流駆動を示すことからスキルミオンを情報キャリアとして利用する応用的価値に注目が集まっている。特に、スキルミオン間相互作用が存在する高密度スキルミオンの集団的運動は、非圧縮性トポロジカル粒子流という分野横断的な舞台を提供する可能性があり、デバイス応用を目指す上でもその解明は重要である。本研究では、高密度スキルミオンの集団的運動の特性を流体力学的アプローチによって解明する。特に、高密度スキルミオンの集団的運動はスキルミオン間相互作用に起因するスキルミオン粘性流の発現が見込まれ、超高速駆動やホール粘性などの新規輸送特性の観測が期待される。
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| 研究成果の概要 |
高密度状態のスキルミオンの運動を流体力学的観点から研究を行った。スパッタリング法によってTa(5)/Co20Fe60B20(1)/Ta(0.08)/MgO(2)/Ta(5)スキルミオン生成の試料構成を探ったが、高密度スキルミオンの生成は困難であった。そこで、Pt/Co/Taに変更して研究を行った。こちらも最適な密度のスキルミオンを得ることが困難であることが分かった。一方で、合成条件を検討することで、スキルミオン安定化に不可欠なジャロシンスキー・守谷相互作用の増大に成功し、自発的なスキルミオンの生成に成功した。この成果によって、レーストラックメモリで課題であった読み取りエラー検出も可能になった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
実験において最適なスキルミオン密度を得ることは困難であったものの、研究過程でCMOSとの親和性が高いために工業的に利点があるスパッタリング法でジャロシンスキー・守谷相互作用の増強に成功し、磁場フリースキルミオンの生成に成功したことは、今後のスピントロニクス応用においてデバイス微細化が見込まれ、新たなスピントロニクスデバイスの創製に繋がる成果である。読み取りエラー検出可能なレーストラックメモリの提案はこれら成果によって初めて実現可能となったものであり、今後の省エネルギーコンピューティングの実現へ貢献するものである。
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