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Antiferromagnetic Skyrmions in Multi-metal Nitride thin films

多金属氮化物薄膜中的反铁磁斯格明子

基本信息

批准号：
22KJ1581
负责人：
QIANG BOWEN
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

磁気スキルミオンは実空間におけるスピンから構成されているトポロジカル構造であり、トポロジカル的安定性と微小サイズのメリットから次世代スピントロニクスデバイスへの応用に期待されている。カイラル磁性体におけるスキルミオンはDMIと磁性の交換相互作用のバランス (D/J) で生み出されることから微小サイズスキルミオンと高動作温度 (磁気転移温度) の両立が課題となる。特に、反強磁性スキルミオンはスキルミオンの微小サイズとトポロジカル的安定性および反強磁性体のため漏洩磁場の影響を受けないことから高速動作に必要な要件をすべて満たす、次世代スピントロニクスデバイスのキーマテリアルとして探索がされている。そこで本研究では、微小サイズで室温動作可能な強磁性および反強磁性スキルミオンの実現と反強磁性スキルミオン検出にも適用可能な電気的検出手法を探索することを目的とした。目的を達成するために、カイラル磁性体の中で充填型β-Mn構造をもち磁性元素を変えることでカイラル強磁性体 (Fe2Mo3N) とカイラル反強磁性体 (Co2Mo3N) が母物質となり、磁性元素サイトに重金属PdをドープすることでD/J制御が可能なFe2-xPdxMo3N (FPMN) およびFe2-xPdxMo3N (CPMN) に着目し、薄膜成長と重金属PdドープによるD/J制御を行った。得られた薄膜試料において磁気特性と量子輸送特性の評価を行いトポロジカルホール効果とNCMRなどの電気的検出手法を合わせて磁気相図を得た。また、Lorentz-TEM法とXMCD-PEEM法などの実空間観察手法を用いて形成されるスキルミオン磁気構造の評価を行った。さらに、得られた磁気特性および量子特性の結果からDとJの値の導出を行い、充填型β-Mn構造カイラル磁性体における磁気構造のD/J制御の効果について定性的な評価を行った。

Magnetic space structure成されているトポロジカルstructureであり、トポロジカWe are looking forward to the stability of the next-generation スピントロニクスデバイスへののメリットからスピントロニイスへの応に.カイラルMagnetic Body におけるスキルミオンはDMIとMagnetic のExchange Interaction のバランス (D/J)で生み出されることから Tiny サイズスキルミオンとHigh operating temperature (magnetic 気転shift temperature) の両立がprojectとなる. Special, anti-ferromagnetic magnets The stability of ロジカル is affected by the leakage magnetic field of antiferromagnetic materials. High-speed action is necessary for high-speed actionントロニクスデバイスのキーマテリアルとしてExplore がされている.そこでThis research shows that it is possible to operate at room temperature with tiny サイズでなstrong magnetic and anti-ferromagnetic スキルミオンの実とAnti-ferromagnetic スキルミオン検出にもApply the 検出technique of possible な电気をExplore the purpose of することをとした. The purpose is to achieve the purpose of achieving the filling type β-Mn structure of するために, カイラル magnetic material and をもち magnetic element を変えることでカイラルferromagnetic material (Fe2Mo3N)とカイラルantiferromagnetic material (Co2Mo3N) がparent material となり, magnetic element サイトにHeavy metal PdをドープすることでD/J controlled がpossibleなFe2-xPdxMo3N (FPMN)およびFe2-xPdxMo3N (CPMN) に目し, thin film growth and heavy metal PdドープによるD/J controlled を行った. Evaluation of the magnetic properties and quantum transport properties of the thin film sample obtained The ルホール effect is the same as the NCMR などの电気's 検出 Technique を合わせて Magnetic 気phase 図を得た.また, Lorentz-TEM method and XMCD-PEEM method are used to form a magnetic structure using a spatial observation technique.さらに、Get られたMagnetic properties およびQuantum properties のRESULTS からDとJの値のDERIVE を行い、Filled type β-M nStructural カイラルMagnetic bodyにおけるMagnetic structureのD/J controlのeffectについてQualitative evaluationな価を行った.