スキルミオニクス創成に向けた基盤技術と材料の開拓

开发创造技能离子学的基础技术和材料

• 批准号: 20H00337
• 负责人: 望月 維人
• 金额: $ 28.54万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00337/
• 关键词: スキルミオン; スキルミオニクス; 磁気デバイス; 電流駆動; スピントロニクス; トポロジカル磁性; 磁気トポロジー; キラル磁性体; DM相互作用; マイクロ波素子; 磁気多層膜系; スピン軌道トルク; 垂直磁気異方性; マイクロ波応答

空間反転対称性を持つ金属磁性体を記述する近藤格子模型において、マイクロ波電磁場を照射した時の局在磁化の時間発展を数値的にシミュレーションする計算コードを開発し、円偏光マイクロ波照射による磁気トポロジーのスイッチングができることを理論的に実証した。2009年に中性子小角散乱実験によってキラル磁性体であるB20化合物中で発見されて以来、スキルミオンをはじめとするトポロジカル磁性は、DM相互作用が活性になるキラル磁性体や極性磁性体といった空間反転対称性の破れた磁性体での発現するものだと、素朴に信じられてきた。しかし近年、空間反転対称な結晶構造を持つ様々な金属磁性体において、スキルミオンやそれに類似したトポロジカル磁性が発現していることが発見されている。このような系の長所は、キラル磁性体や極性磁性体では凍結してしまっているvorticity（渦度）やhelicityと言った、磁気構造の持つ自由度が凍結せずに生き残っている点にある。このような自由度を、光やマイクロ波、その他の外場や外部刺激によって操作・制御できれば、新しい物質機能として利用できる可能性がある。本研究により、実際に円偏光マイクロ波の照射により、磁気トポロジーを高速にスイッチできることや、マイクロ波のパラメータ（強度や周波数）を調節することでトポロジカル数が「２」、「１」、「０」の間をある程度自在に飛び移れること、動的相転移であるこを反映して「決定論的」、「確率的」、「時間揺らぎ的」といった様々な相転移の様相が現れることを明らかにした。これは、空間反転対称性を持つ金属磁性体のスキルミオンの技術応用に向けた重要な成果に位置づけられる。また、これ以外にも、物質のトポロジカルな性質に関する書籍において、スキルミオンのマイクロ波ダイオード効果に関する章を執筆した。

Description of spatial symmetry of metallic magnetic materials Kondo lattice model calculation of time evolution of magnetization under irradiation of polarized electromagnetic field and theoretical demonstration of magnetic field under irradiation of polarized electromagnetic field Since 2009, neutral particles have been found in B20 compounds, such as magnetic particles and polar magnetic particles, which have been found in B20 compounds, such as magnetic particles and polar magnetic particles. In recent years, the spatial symmetry of crystal structure has been maintained in the metal magnetic body, which is similar to the magnetic field. The length of the magnetic body and the polarity of the magnetic body are frozen, vorticity and helicity, and the degree of freedom of the magnetic structure is frozen. The possibility of freedom, light, waves, other external fields, external stimuli, manipulation, control, and utilization of new material functions In this study, the intensity and cycle number of polarized light waves are adjusted to be 2, 1 and 0, and the degree of freedom of movement and phase shift is determined."Time to move" and "time to move" This is the first time that the space symmetry has been applied to the technical application of metallic magnetic materials. In addition to the above, the author wrote a chapter on the nature of the material.

项目成果

Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction and dampinglike spin-orbit torque in [Co/Gd/Pt]N magnetic multilayers

[Co/Gd/Pt]N 磁性多层膜中的界面 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用和类阻尼自旋轨道扭矩

• DOI: 10.1103/physrevb.103.104409
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Tomoe Nishimura;Dae-Yun Kim;Duck-Ho Kim;Yune-Seok Nam;Yong-Keun Park;Nam-Hui Kim;Yoichi Shiota,Chun-Yeol You;Byoung-Chul Min;Sug-Bong Choe;Teruo Ono
• 通讯作者: Teruo Ono

機械学習を用いたクロック模型のKT転移を含む多段磁気転移の検出

使用机器学习检测时钟模型中的多级磁转变，包括 KT 转变

• 发表时间: 2020
• 作者: 宮島悠輔;村田優介;田中康寛;望月維人
• 通讯作者: 望月維人

Charge-order dynamics in underdoped La1.6-xNd0.4SrxCuO4 revealed by electric pulses

电脉冲揭示欠掺杂 La1.6-xNd0.4SrxCuO4 中的电荷序动力学

• DOI: 10.1063/5.0055413
• 发表时间: 2021
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: B.K. Pokharel;Y. Wang;J. Jaroszynski;T. Sasagawa;and D. Popovic
• 通讯作者: and D. Popovic

Orbital and magnetic ordering and domain-wall conduction in ferrimagnet La5Mo4O16

• DOI: 10.1103/physrevresearch.3.013105
• 发表时间: 2021-02
• 作者: T. Katsufuji;M. Miyake;M. Naka;M. Mochizuki;Sota Kogo;T. Kajita;Y. Shimizu;M. Itoh;T. Hasegawa;Shunsuke Shimose;Shunta Noguchi;T. Saiki;Takuro Sato;F. Kagawa

遍歴ヘリカル磁性体中における磁気構造のダイナミクスの理論研究

循环螺旋磁性材料磁结构动力学的理论研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 衛藤倫太郎;Rico Pohle;望月維人
• 通讯作者: 望月維人