薄膜回路中のスキルミオン磁気構造の電気的刺激による生成消滅制御

通过电刺激控制薄膜电路中斯格明子磁结构的产生和消失

• 批准号: 26886005
• 负责人: 金澤 直也
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-08-29 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26886005/
• 关键词: スキルミオン; スピントロニクス; トポロジー; ホール効果

本研究は、近年キラルな結晶構造をもつ磁性体において観測されたナノ磁気構造体“スキルミオン”を情報担体として用いた新規不揮発性メモリ開発に向けて実現しなければならない基本動作の1つの書込/消去を実験的に実証することを目的としている。スキルミオンは数nm-数百nmの大きさの渦状の磁気構造体であり、この磁気構造体の有無により情報記録を、外部刺激を用いたスキルミオンの運動により情報伝達を行えるような次世代記憶媒体の構成要素となり得る潜在性を有している。特に、そのナノメートルスケールのサイズにより情報の高密度化が、小電流駆動性により省電力化がそれぞれ期待されている。さらに、スピン配列のトポロジカルな幾何学的性質から、伝導電子が仮想的な巨大磁場(創発磁場)を受け、トポロジカルホール効果と呼ばれる新奇物性も観測されている。本研究における平成26年度後期の実績としては、(i) スキルミオンホスト物質FeGeのエピタキシャル薄膜の作製と電子線リソグラフィー法によるナノ加工回路作製の成功、(ii) それらのスキルミオンナノ回路における単一スキルミオンの生成(書込)と消滅(消去)の磁場による制御、(iii) 単一スキルミオン生成消滅過程のトポロジカルホール効果による電気的検出(読出)、(iv) 上記実験成果を論文として出版 [N. Kanazawa et al., Phys. Rev. B 91, 041122(R) (2015).]の4項目が主に挙げられる。これらの結果は、スキルミオンメモリのひな形作製の実験的実証の第一歩であり、現在激しい競争が繰り広げられているスキルミオンメモリ開発に対して重要な意義を示した。

这项研究旨在通过实验证明，使用近年来在具有手性晶体结构的磁体中观察到的纳米磁性结构“技能”的纳米磁结构“技能”作为信息载体，使用纳米磁性结构“ Skillmion”必须实现的基本操作之一。 Skillmion是一种涡旋形磁性结构，大小为几个nm至几百nm，并且有可能成为下一代存储介质的组成部分，其中可以通过使用外部刺激来通过Skillmion进行信息记录，取决于这种磁性结构的存在或不存在。特别是，预计纳米尺寸的尺寸将增加信息密度，而电流较小的驾驶性则有望降低功率。此外，由于自旋排列的拓扑几何特性，导电电子会经历虚拟巨型磁场（出现磁场），并且已经观察到了被称为拓扑厅效应的新颖和不寻常的特性。这项2014财年下半年的这项研究的结果主要是（i）使用电子束光刻的纳米机式电路制造的外延薄膜，以及纳米机的成功，（ii）一代（写作）的磁场控制（写作）和单层nanocirtimiirion nanocirciort（IIIII II III（II III）的磁场（擦除），单丝产生和歼灭过程，以及（iv）上述实验结果作为论文的发表[N. Kanazawa等人，物理学。 Rev. B 91，041122（R）（2015）]。这些结果是Skilmion记忆模板生产的实验证明的第一步，并且对Skilmion记忆的发展具有重要意义，Skilmion记忆正在发生激烈的竞争。

项目成果

Discretized topological Hall effect emerging from skyrmions in constricted geometry

• DOI: 10.1103/physrevb.91.041122
• 发表时间: 2015-01-28
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kanazawa, N.;Kubota, M.;Tokura, Y.
• 通讯作者: Tokura, Y.