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Memory, Logic Computing, and Neural Networks Based on Topological Spin Textures

基于拓扑自旋纹理的内存、逻辑计算和神经网络

基本信息

批准号：
20F20363
负责人：
劉小晰
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-11-13 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、ナノスケールのトポロジカルスピンテクスチャに着目し、トポロジカルスピン構造の超低消費電力な駆動手法並びにその室温、ゼロ磁界での安定性、電流、電圧駆動特性を明らかにして、高密度・高速なメモリー、論理素子への応用ための基盤構築である。代表出来なトポロジカルスピンテクスチャは磁気スキルミオンである。2022年度では、磁気スキルミオンをメモリー・論理素子への応用の目的として、磁性多層膜の局所領域の磁気異方性の制御によって、磁気スキルミオン障壁の形成が成功した。この磁気スキルミオン障壁の特徴として、磁気スキルミオンが近付けると反発力を受ける。そのため、磁気スキルミオンが回路の側から保護され、事前に設計した回路内に安定に移動することができる。この結果はNano Letters 21 (10), 4320-4326(2021)に掲載された。オートマトンは、入力と状態遷移制御が与えられた場合にその動作をトレースできる人工知能の基礎である。ここでは、磁気スキルミオンを画素のように制御する方法を提案し、その動作制御による状態遷移をシミュレーションで確認した。すなわち、磁気スキルミオン・オートマトンの可能性を確認でき、トポロジカルスピンテクスチャのAIへの応用を広げた。この結果はCommunications Physics 4 (1), 1-9 (2021)に掲載された。本年度では、本研究の関連成果をNano letters, Communications Physics,　Physical Review B, Applied Physics Lettersなど学術論文誌に論文９本が掲載された。

This study focuses on ultra-low power consumption and dynamic techniques for high density, high speed, and logic element applications in the ultra-low power consumption and ultra-low power consumption structures at room temperature and in the magnetic field. On behalf of the United States and Japan, In 2022, the formation of magnetic field barriers in the local domain of magnetic multilayer films was successful. The characteristics of the magnetic field barrier and the reaction force are discussed. The circuit is designed to be stable and mobile. The results were published in Nano Letters 21 (10), 4320-4326(2021). The basic knowledge of artificial intelligence is that the state transition is controlled and controlled. The method for controlling the motion of the pixel is proposed and confirmed. The possibility of identifying and identifying the magnetic field is discussed. The results are published in Communications Physics 4 (1), 1-9 (2021). This year, 9 papers related to this research were published in Nano letters, Communications Physics, Physical Review B, Applied Physics Letters, and Academic Papers.

项目成果

期刊论文数量（23）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Skyrmion Dynamics in the Presence of Deformation

DOI：
10.1103/physrevapplied.17.l011002
发表时间：
2021-12
期刊：
Physical Review Applied
影响因子：
4.6
作者：
Zehan Chen;Xichao Zhang;Yan Zhou;Qiming Shao
通讯作者：
Zehan Chen;Xichao Zhang;Yan Zhou;Qiming Shao

A frustrated bimeronium: Static structure and dynamics

受挫的双梅隆：静态结构和动力学

DOI：
10.1063/5.0034396
发表时间：
2020-10
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
Xichao Zhang;Jing Xia;Motohiko Ezawa;Oleg A. Tretiakov;Hung T. Diep;Guoping Zhao;Xiaoxi Liu;Yan Zhou
通讯作者：
Yan Zhou

Frustrated Magnetic Skyrmions and Bimerons

受挫的磁性斯格明子和双美子