| 研究課題/領域番号 |
22K20363
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
森 竣祐 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 特別研究員 (60962975)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 透過型電子顕微鏡 / ローレンツ電子顕微鏡法 / 磁気構造 / 応力 / ナノインデンテーション / 有限要素法 / 相転移 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、透過型電子顕微鏡（TEM）を用いてスキルミオンと呼ばれる特徴的な磁気構造体を観察し、室温での応力が及ぼす影響を調査する。スキルミオンはその１つ１つが規則正しく配列することで、六角形のスキルミオン格子（Sk格子）を呈する。このようなSk格子の応力下における構造転移やそのダイナミクスを直接的に解明し、磁気構造転移を用いた新たな歪み駆動型デバイスへの展開を目指す。
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| 研究成果の概要 |
磁性材料を加工し、局所的な圧縮における観察を行った。実験に用いたトポロジカル磁性材料は、室温・無磁場の状態でヘリカル磁気構造を示す。これを初期状態として、歪みが及ぼす影響を調査した。また、ローレンツ透過型電子顕微鏡法と同時に、試料の単軸圧縮変形や歪みの直接的な測定を行った。その結果、圧縮歪みの大きさと方向に依存し、ヘリカル磁気構造が曲がることが分かった。
これらと並行して、有限要素法およびマイクロマグネティックシミュレーションにより応力と磁気構造の解析をそれぞれ行い、局所的な圧縮応力が磁気構造変化を誘起すること、歪みの方向によってヘリカル磁気構造の安定性が変わることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、歪みにより物質の相転移を誘起し、それに伴う物性変化を用いて超省エネルギーなメモリやセンサとして応用する技術が注目されている。このような相転移は結晶構造変化に関する研究が主である一方で、スピントロニクスへの応用が期待される磁気構造などは低温で歪みに大きく応答すると知られている。しかしながら、室温における実空間観察例は少ない。本研究では、室温かつゼロ磁場の状況化で、単軸圧縮歪みにより磁気構造のドメインを制御できることの観察に成功し、歪み誘起相転移を用いた電子デバイス開発の基盤になることが期待される。
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