| 研究課題/領域番号 |
21H01029
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
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)
|
|---|
| 研究分担者 |
大島 大輝 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (60736528)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 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)
|
|---|
| キーワード | スキルミオン / 磁気構造観察 / 顕微鏡 / ホール効果 / スピントロニクス |
|---|
| 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。
|
| 研究実績の概要 |
本研究では、高密度スキルミオン粘性流の観測及びその新規輸送特性の創出に取り組んだ。磁気スキルミオンは安定な粒子として振る舞うことが知られている。特に、超低密度電流による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スピントロニクス応用にが集まっている。一方、スキルミオン粒子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による輸送特性は未解明である。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して分野横断的な興味深い舞台を提供し、さらに、高速処理・高記録密度メモリ等の実現を目指す上でその解明は重要な課題である。
当該年度では、スキルミオン流の粘性の観測に取り組んだ。高密度スキルミオンが現れることが知られているPt/Co/Taに対象を変更した。ただし、Pt/Co/Taのスキルミオンサイズは100-200nm程度のため磁気光学カー効果顕微鏡では空間分解能が不十分であるため、ナノサイズの磁気構造が観察可能なローレンツ電子顕微鏡(LTEM)観察に切り替えた。LTEMでは試料端にフレネル縞が生じるため、抑制手法を開発し、フレネル縞を抑えることに成功した。LTEM中での電流印加実験を実施したところ、スキルミオンピン止め閾値以上の電流密度において、スキルミオン駆動を観測することは難しかった。これは、使用装置がテレビレートの時間分解能しか持たないことに起因する。そこで、ピン止め閾値を下げるために試料の成膜条件や構成元素の厚さの調整などを行った。本取り組みは、実施期間内には達成できなかったものの、通常、磁場印加中で形成されるスキルミオンが自発的に現れる条件が見出された。また、シミュレーションによりエラー検出可能なメモリとしての応用が可能であることが分かった。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和5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 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
