| 研究課題/領域番号 |
21H01364
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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21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
劉 小晰 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (10372509)
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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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | Spintronics / Topological textures / Memory / Computing / Topological spintexture / スピンテクスチャ / トポロジカル / 論理演算素子 / メモリ素子 / スピントロニクス / トポロジカルスピンテクスチャ / トポロジカルスピン論理素子 / トポロジカルスピンニューラルネットワーク / トポロジカルスピン量子ビット / トポロジカル磁性体 / 磁気スキルミオン / トポロジカルスピンメモリー / 磁性薄膜 / キラリティー / 磁性メモリー・論理素子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁気スキルミオン、磁気渦、キラリティー磁壁などトポロジカルスピンテクスチャはスピン流、電圧、光、スピン波など多数な物理量と相互作用するため、より自由度の高い制御ができる。高密度メモリ、高速論理回路、高密度蓄電池など幅広い様々な分野への応用を期待され、注目を浴びている。
本研究では、理論的、実験的に各種トポロジカルスピンテクスチャとスピン流、電圧、光、スピン波の相互作用メカニズムを解明すると共に、その低消費電力性、高速性、高密度性を実証する。すなわち、『トポロジカルスピンテクスチャの次世代論理演算・メモリ素子への応用の基盤を構築する』ことが本研究の目的である。
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| 研究成果の概要 |
トポロジカルスピンテクスチャは室温で安定、電界駆動可能、ナノサイズのため、次世代高密度・低消費電力情報担体として注目されている。研究期間中に、トポロジカルスピンテクスチャのメモリ、新規計算デバイスへの応用を目的として研究を展開して来た。電界、磁界、熱、応力によるトポロジカルスピンテクスチャ駆動に関して系統的に検討した。研究成果として、トポロジカル保護による磁気スキルミオンのチャネル内の安定化の実現、トポロジカルスピンテクスチャ間のトランスフォーメーションの実現、トポロジカルスピンテクスチャを用いたユニバーサル量子ビットの提案をはじめ、インパクトの高い学術誌論文多数掲載された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高速、高密度・大容量・低消費電力の情報デバイスは、Society5.0、ユビキタス・IoT化社会では重要な役割を果たしており、将来もその役割は変わることが無い。本研究のトポロジカルスピンテクスチャはサイズが小さいため高密度・大容量の特徴を持つ。電子のスピンに基づくためジュール熱の影響しない、つまり低消費電力の特徴を持つ。本研究の実施により、トポロジカルスピンテクスチャの先進機械学習、高速・高セキュリティ量子計算への応用の基礎を構築した。
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