トポロジカルスピンテクスチャの物性とその応用への基盤構築

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21H01364
• 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21050:電気電子材料工学関連
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 劉 小晰 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (10372509)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: Spintronics / Topological textures / Memory / Computing

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。

自由記述の分野

Spintronics

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。