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2022 年度 研究成果報告書

スキルミオン結晶を利用したマグノン伝搬制御

研究課題

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研究課題/領域番号 21K13876
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関東京大学

研究代表者

高木 里奈  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50742417)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワード磁気スキルミオン / マグノン / スピン波分光 / ナノ周期構造
研究成果の概要

物質中の多数の電子スピンの振動によって作られる波であるマグノンは、絶縁体中でも利用可能なジュール損失のない情報伝送媒体の候補であり、低消費電力デバイスへの応用が期待されている。本研究は、スキルミオンと呼ばれる微小なスピン渦が自発的に形成する「スキルミオン結晶」を用いたマグノン特性の制御を目的としている。スキルミオン結晶を伴うキラル磁性絶縁体において、マグノンモード混成に由来するギャップ構造の観測に成功した。さらに、極性磁性絶縁体のスキルミオン結晶相において磁気共鳴ダイナミクスの観測に成功し、観測したモードの周波数分布や選択則を明らかにした。

自由記述の分野

物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

物質中のトポロジカル欠陥の一種であるスキルミオンは、安定な粒子としての性質を持つことから磁気記録・演算のための新しい情報担体としての応用が見込まれている。電流による制御を目指す観点から、金属中でのスキルミオンのダイナミクスが盛んに研究されている。一方、絶縁体中ではマグノン制御にスキルミオンを活用できる可能性があり、本研究では、絶縁体中のスキルミオンを用いてマグノンモードを制御できることを実証し、その微視的な機構を明らかにした。これは、マグノン制御法の確立に向けた新しい切り口を与えるものと考えられ、さらにマグノン研究の舞台となりうるスキルミオン物質の開拓にも繋がることが期待される。

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公開日: 2024-01-30  

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