分極スキルミオンの創製と駆動制御

偏振斯格明子的产生和驱动控制

• 批准号: 22K18295
• 负责人: 山田 智明
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18295/
• 关键词: 強誘電体; 分極; スキルミオン

近年、トポロジカル絶縁体や磁気スキルミオンといった、トポロジーに守られた物質の創製と物性に大きな注目が集まっている。これらは電子や磁気に関するものだが、同じアナロジーが適用され得る分極については、ほとんど開拓されていない。そこで、本研究では、常誘電体に挟まれた強誘電体超薄膜に発現する微小な渦状分極に着目し、分極スキルミオンの創製とその駆動制御を目指す。具体的には、強誘電体超薄膜の電気的・機械的境界条件の制御による分極スキルミオンの形成と、電場が分極スキルミオンに与える影響の解明、およびそれを用いた駆動制御に取り組む。R4年度は、強誘電体超薄膜における電気的・機械的境界条件の操作による分極スキルミオンの形成と、電場が分極スキルミオンに与える影響の解明に取り組んだ。パルスレーザー堆積法を用いて、DyScO3基板上にSrRuO3下部電極層を堆積し、その上に、強誘電体として(Pb,Sr)TiO3、常誘電体としてSrTiO3を用いた超格子薄膜を作製し、各層の厚み・組成の制御によって、分極スキルミオンを有する薄膜の作製条件を明らかにした。得られた薄膜は、分極スキルミオンが広い範囲で形成されており、電子顕微鏡に加え、X線回折および圧電応答顕微鏡でも観測可能であることがわかった。また、電場下X線回折によって、スキルミオン領域における渦状分極の周期性が、可逆的かつ高速（50μ秒以内）に変化することを見出した。

In recent years, ト ポ ロ ジ カ ル never try body や magnetic 気 ス キ ル ミ オ ン と い っ た, ト ポ ロ ジ ー に keep ら れ た material の created と property に big き な attention が set ま っ て い る. こ れ ら は electronic magnetic 気 や に masato す る も の だ が, with じ ア ナ ロ ジ ー が applicable さ れ る points very に つ い て は, ほ と ん ど pioneering さ れ て い な い. そ こ で, this study で は, often induced electric に carry ま れ た strong electricity body ultrathin membrane lure に 発 now す る tiny な whirlpool points very に mesh し, extremely ス キ ル ミ オ ン の created と そ の 駆 dynamic suppression を refers す. Specific に は, strong electricity body ultrathin membrane lure 気 の electricity, mechanical boundary conditions の suppression に よ る points very ス キ ル ミ オ ン の が と, electric field polarization ス キ ル ミ オ ン に and え る influence の uttered, お よ び そ れ を with い た 駆 dynamic suppression に む り group. Annual は R4, strong electricity body ultrathin membrane lure に お け 気 る electricity, mechanical boundary condition の operation に よ る points very ス キ ル ミ オ ン の が と, electric field polarization ス キ ル ミ オ ン に and え る influence の interpret に group take り ん だ. を パ ル ス レ ー ザ ー accumulation method with い て, DyScO3 substrate に を accumulation し SrRuO3 lower electrode layer, そ の に, strong electricity body と lure し て (Pb, Sr) TiO3, often induced electric と し て SrTiO3 を with い た し the superlattice film を cropping, various layers of thick の み · の suppression に よ っ て, extremely ス キ ル ミ オ ン を have す る The manufacturing conditions of the thin film are を Ming ら た に た た. Have ら れ た film は, polarization ス キ ル ミ オ ン が hiroo い van 囲 で form さ れ て お り, electronic 顕 micromirror に え, X-ray inflexion お よ び 圧 electric 応 answer 顕 micromirror で も 観 measurement may で あ る こ と が わ か っ た. ま た, electric field under X-ray inflexion に よ っ て, ス キ ル ミ オ ン field に お け る whirlpool extremely の cyclical が, reversible か つ high-speed 50 mu (seconds) に variations change す る こ と を shows し た.