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スキルミオンのダイナミクスとそのニューロモルフィックデバイスへの応用

斯格明子动力学及其在神经形态设备中的应用

基本信息

批准号：
21H01794
负责人：
横内智行
金额：
$ 11.23万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01794/
关键词：
スキルミオンリザバーコンピューティング電流誘起スピンダイナミクスニューロモルフィックデバイス物理リザバーニューロモルフィック非線形ダイナミクスニューラルネットワークスピントロニクストポロジー

项目摘要

本研究は、トポロジカルスピン構造であるスキルミオンが示すダイナミクスを用いた高性能・低消費電力なニューロモルフィックデバイスの実現を目指している。2021年度の研究で、交流磁場を印可した際のスキルミオンダイナミクスが、ニューロモルフィックデバイスの一種である物理リザバーデバイスに適したダイナミクスを示すことを明らかにし、実際にスキルミオン物理リザバーデバイスを用いて手書き文字認識に成功した。2022年度は、スキルミオン物理リザバーの特性をより詳細に明らかにすることに成功した。具体的には、認識率とデバイス中のスキルミオン数の依存性の測定をし、スキルミオン数が増えると認識率が上昇することを明らかにした。そしてこれらの成果を論文として出版[Science Advances 8, abq5652 (2022).]するとともに、プレスリリースにより広く情報発信を行なった。さらに、日本物理学会やアメリカ物理学会でも本成果を発表した。さらに2021年度に引き続きおこなった、スキルミオン物質以外のトポロジカル物質や磁性体のニューロモルフィックデバイス・リザバーデバイスへの応用を検討するための、基礎物性や非線形現象の開拓・その起源の解明の研究にも大きな進展が見られた。一つ目は、トポロジカル物質における非線形伝導現象の観測とその起源の解明で、その成果を論文として発表した[Phys. Rev. Lett. 130, 136301 (2023) (Editors' suggestion)]。さらに二つ目として、反強磁性体において、電流誘起のスピンダイナミクスによるとみられる非線形伝導現象の観測にも成功した。

This study aims to provide guidance for the implementation of high performance and low power consumption in the use of high-speed power supply structures. In 2021, the research on AC magnetic field was successful in recognizing Chinese calligraphy and Chinese characters. In 2022, the characteristics of the physical environment were described in detail. The specific recognition rate is determined by the number of participants in the event of an increase in the recognition rate. Paper published [Science Advances 8, abq5652 (2022).]するとともに、プレスリリースにより広く信息発信を行なった。Today, the Japanese Physical Society and the Japanese Physical Society announced their achievements. In 2021, we have made great progress in the research on the application of magnetic materials other than magnetic materials, basic physical properties and the exploration and explanation of the origin of nonlinear phenomena. The origin of nonlinear conduction phenomena in materials is investigated and the results are presented in this paper [Phys. Rev. Lett. 130, 136301 (2023) (Editors' suggestion)]。In addition, the detection of non-linear conduction phenomena due to the presence of antiferromagnetic materials and current induction has been successfully carried out.