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

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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。