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Efficient Thermal Spin Conversion in Spin-spiral Systems

公募研究

研究領域ナノスピン変換科学
研究課題/領域番号 17H05173
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

Tretiakov Oleg  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (50643425)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードSpin spiral textures / Thermal gradients / Curvature effects / Spin-orbit interaction / spin spiral textures / curvature effects / thermal gradients
研究実績の概要

Micromagnetic simulations for skyrmions and domain walls in the spin-spiral systems with Dzyaloshinskii-Moriya interaction were performed and an analytical theory for domain wall motion resulted in Phys. Rev. B 99, 060407(R) (2019). We studied the structure and dynamics of magnetic domains in synthetic antiferromagnets based on Co/Ru/Co films. We have shown that dramatic effects arise from the interaction among the topological defects comprising the dual domain walls in these structures. These features allowed us to work on the enhanced control of domain-wall motion in synthetic antiferromagnets with the potential for future devices [Sci. Rep. 8, 15794 (2018)].

We demonstrated that the nontrivial magnetic texture of antiferromagnetic Skyrmions promotes a nonvanishing topological spin Hall effect on the flowing electrons. This effect results in a substantial enhancement of the nonadiabatic torque and, hence, improves the Skyrmion mobility [Phys. Rev. Lett. 121, 097204 (2018)]. Furthermore, we identified the dynamics of the antiferromagnetic skyrmion induced by a magnetic anisotropy gradient [Phys. Rev. B 98, 134448 (2018)]. We also showed that skyrmion-based spin torque nano-oscillators are potential next-generation microwave signal generators. We proposed to use the circular motion of an antiferromagnetic skyrmion to create an oscillation signal to overcome this obstacle. Furthermore, the speed of the circular motion for an antiferromagnetic skyrmion in a nanodisk was analytically derived and agreed well with simulations [Appl. Phys. Lett. 114, 042402 (2019)].

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 26件、 招待講演 32件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Bristol(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Mainz(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Radboud University(Netherlands)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin torque nano-oscillators based on antiferromagnetic skyrmions2019

    • 著者名/発表者名
      Laichuan Shen, Jing Xia, Guoping Zhao, Xichao Zhang, Motohiko Ezawa, Oleg A. Tretiakov, Xiaoxi Liu, Yan Zhou
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 114 号: 4 ページ: 042402-042402

    • DOI

      10.1063/1.5080302

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic bimerons as skyrmion analogues in in-plane magnets2019

    • 著者名/発表者名
      B. Gobel, A. Mook, J. Henk, I. Mertig, and Oleg A. Tretiakov
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.060407

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Composite topological structure of domain walls in synthetic antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      G. Kolesnikov, V. S. Plotnikov, E. V. Pustovalov, A. S. Samardak, L. A. Chebotkevich, A. V. Ognev, and Oleg A. Tretiakov
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-018-33780-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Theory of the Topological Spin Hall Effect in Antiferromagnetic Skyrmions: Impact on Current-Induced Motion2018

    • 著者名/発表者名
      C. A. Akosa, Oleg A. Tretiakov, G. Tatara, and A. Manchon
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 121 号: 9 ページ: 097204-097204

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.097204

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamics of Antiferromagnetic Skyrmion Induced by a Magnetic Anisotropy Gradient2018

    • 著者名/発表者名
      Laichuan Shen, Jing Xia, Guoping Zhao, Xichao Zhang, Motohiko Ezawa, Oleg A. Tretiakov, Xiaoxi Liu, Yan Zhou
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 13 ページ: 134448-134448

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.134448

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Theory of the Dzyaloshinskii domain-wall tilt in ferromagnetic nanostrips2017

    • 著者名/発表者名
      Cyrill B. Muratov, Valeriy V. Slastikov, Alexander G. Kolesnikov, and Oleg A. Tretiakov
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 号: 13

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.134417

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiscale simulations of topological transformations in magnetic-skyrmion spin structures2017

    • 著者名/発表者名
      Andrea De Lucia, Kai Litzius, Benjamin Kruger, Oleg A. Tretiakov, and Mathias Klaui
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.020405

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spin texture motion in antiferromagnetic and ferromagnetic nanowires2017

    • 著者名/発表者名
      Davi R. Rodrigues, Karin Everschor-Sitte, Oleg A. Tretiakov, Jairo Sinova, and Ar. Abanov
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 95 号: 17

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.174408

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Engineering Curvature-Induced Anisotropy in Thin Ferromagnetic Films2017

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov, Massimiliano Morini, Sergiy Vasylkevych, and Valeriy Slastikov
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 119 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.077203

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Dynamics and Lifetimes of (Anti)Skyrmions2019

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      9th International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology (AMN9), Wellington, New Zealand
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Skyrmionics with Antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      2018 MRS Fall Meeting, Boston, USA
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stability and Spin-transfer/Spin-orbit Torque Driven Dynamics of Antiskyrmions2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      2018 “Collective Spin Dynamics in Nanostructures” International Workshop, KITS, Beijing, China
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Antiferromagnetic Skyrmionics2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      28th JIWON Conference, Korea University, Seoul, South Korea
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Skyrmionics in Ferromagnets and Antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      Fourth ASCO-NANOMAT 2018 Conference, Vladivostok, Russia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Collective Dynamics and Lifetimes of Antiferromagnetic (Anti)Skyrmions2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      International Mini- Workshop “Emergent Topological Phenomena in Condensed Matter Physics”, Oze, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Skyrmions and Antiskyrmions in Antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      METANANO 2018 Conference, Sochi, Russia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topological Spin Textures: Stability and Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      3rd International Advanced School/Conference on Magnonics 2018, Kyiv, Ukraine
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topological Magnetic Hedgehogs and Their Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      IEEE 8th International Conference on "Nano materials:Applications and Properties” (NAP-2018), Zatoka, Ukraine
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Skyrmions and Antiskyrmions in Magnetic Media2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      BICMM 2018 Conference, Irkutsk, Russia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Skyrmionics in Antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2018 International Conference, San Diego, CA, USA
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Skyrmions and Antiskyrmions in Antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      Spin Summit 2018 International Conference, Xingyi, Guizhou, China
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Antiskyrmions in Ferromagnets and Antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      "New in Magnetism and Magnetic Materials” Conference (NMMM-XXIII), Moscow, Russia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stability and Transport Properties of Antiferromagnetic (Anti)Skyrmions2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      3nd Sol-SkyMag International Conference, San Sebastian, Spain
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lifetimes and Dynamics of Antiferromagnetic Skyrmions2018

    • 著者名/発表者名
      Oleg A. Tretiakov
    • 学会等名
      International Workshop on Topological Structures in Ferroic Materials (TOPO2018), International Institute of Physics, Natal, Brazil
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hall Effects and Lifetime of Antiferromagnetic Skyrmions2018

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      XXII International Symposium “Nanophysics & Nanoelectronics”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stability and Lifetime of Antiferromagnetic Skyrmions2018

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      APS March Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transformation between Skyrmions and Antiskyrmions and its Relation to Lifetime and Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      Tohoku/SG-Spin Workshop on Spintronics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring New Frontiers of Skyrmionics2018

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      School of Physics Colloquium, UNSW, Sydney, Australia
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spinorbitronics with Ferromagnets and Antiferromagnets2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      Physics Department seminar, University of Iceland, Reykjavik, Iceland
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stability and Dynamics of Antiferromagnetic Skyrmions2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      Symposium “THz Spintronics with Ferrimagnets and Dirac/Weyl Materials” at PIERS 2017, Singapore
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Antiferromagnetic skyrmion stability at finite temperature2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      MMM 2017 conference, Pittsburgh, USA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theory of Dzyaloshinskii domain wall tilt in ferromagnetic nanostrips2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      MMM 2017 conference, Pittsburgh, USA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Skyrmions in Ferromagnets and Antiferromagnets2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      International Workshop on “Advanced Spectroscopy of Molecules and Materials,” Radboud University, Nijmegen, Netherlands
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Large Curvature Effects on Ferromagnetic Structures and Skyrmions2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf Seminar, Dresden, Germany
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Skyrmions and Other Dzyaloshinskii-Moriya Spin Textures2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      Institut fur Theoretische Physik Seminar, TU Dresden, Dresden, Germany
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dzyaloshinskii-Moriya Spin Textures: from Tilted Domain Walls to Skyrmions and Antiskyrmions2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      MPI of Microstructure Physics Seminar, Halle, Germany
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Skyrmion Stability and Hall Effect2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      International Workshop on “Topological Structures in Ferroic Materials,” the University of Leeds, Leeds, UK
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Skyrmion Decay and Stability2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      26th JIWON workshop, Vladivostok, Russia
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Skyrmion Hall Effect in Antiferromagnets and Ferromagnets2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (GRC) “Spin Dynamics in Nanostructures” 2017, Les Diablerets, Switzerland
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Antiferromagnetic Skyrmions2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      International Workshop “Novel trends in physics of ferroics” (NTPF 2017), St. Petersburg, Russia
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Skyrmion Hall Effect in Antiferromagnets and Ferromagnets2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      plenary talk at the Moscow International Symposium on Magnetism (MISM-2017), Moscow, Russia
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Skyrmion Dynamics in Antiferromagnetic and Ferromagnetic Systems2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      International Conference “Nanomagnetism and Spintronics” (Sol-SkyMag 2017), San Sebastian, Spain
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theory of Skyrmion Hall Effect2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      International Workshop “Collective Spin Transport in Electrical Insulators”, International Institute of Physics, Natal, Brazil
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spinorbitronics in Magnet/Heavy-Metal Bilayers2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      Spin Conversion Theory Meeting 2017, ATI, Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spin-orbit Torque Driven Skyrmions in Antiferromagnets and Ferromagnets2017

    • 著者名/発表者名
      O. A. Tretiakov
    • 学会等名
      SKYMAG 2017; Paris, France
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] Tretiakov's Research Group

    • URL

      https://sites.google.com/site/tretiakov/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-28  

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