トポロジカルナノワイヤーの作製及び表面輸送特性の電界制御と力学制御

拓扑纳米线的制造以及表面传输特性的电场控制和机械控制

基本信息

批准号：
22KJ0610
负责人：
宮崎優
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
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

今年度はトポロジカルナノ構造の一種であるスキルミオンの力学的制御手法の提案とシミュレーションを行った。スキルミオンはトポロジーに由来する効果で安定に存在することができるため、メモリーなどの情報担体として期待されている。スキルミオンの駆動方法として電流によってスキルミオンを押し出すというアプローチがよく研究されているが、駆動時に進行方向と垂直方向にも曲がってしまうスキルミオンホール効果が応用における一つの障壁となっている。そこで本研究では電流ではなく薄膜基板の歪みである表面弾性波を用いてスキルミオンを直進させるデバイスを提案した。前述した電流によるスキルミオンの「押し出し」によるアプローチではなく「閉じ込める」というアプローチである。これは分子の質量測定や量子計算などの装置に用いられるイオントラップと呼ばれる装置と類似の原理である。イオンの場合と異なり、スキルミオンの場合はトポロジーに由来する横方向の力が加わるが、閉じ込めにおいては横方向の力に対応する共鳴が重要であることがわかった。また、閉じ込め位置をずらすことでスキルミオンが追従することも確かめ、直線運動だけでなく、指定した経路を自由に移動できる手法であることもシミュレーションによって明らかにした。本研究で提案したデバイスは櫛形電極、圧電基板、磁性体薄膜の3つの要素からなる非常に単純なデバイス構造である点、閉じ込め位置を指定できるため精密駆動に長けている点が従来手法より優れる。本研究の成果は日本物理学会2022年秋季大会で発表され、Scientific Reports誌から出版された。

今年，我们提出并模拟了一种用于Skillmion的机械控制方法，即一种拓扑纳米结构。由于其拓扑衍生的效果，Skillmion可以稳定地存在，并且有望成为记忆等信息载体。经常通过将技巧挤压为电流来研究驾驶技能的方法，但是技能大厅的效应朝着垂直于行驶方向的方向转向驱动方向，这是应用程序的障碍。因此，在这项研究中，我们提出了一种使用表面声波的设备，这些设备是薄膜底物的扭曲的表面声波，以拉直Silmion。这不是使用上述电流“推出”技能的方法，而是方法是“限制”。这是一个类似于在设备中使用的称为离子陷阱的设备，例如分子的质量测量和量子计算。与离子不同，在Silmion的情况下，采用了从拓扑衍生的侧向力，但是在限制中，发现与横向力相对应的共振很重要。我们还确认，冰鞋是通过移动限制位置的，模拟显示，该技术不仅允许线性运动，而且允许通过指定的路径进行自由运动。本研究中提出的设备优于常规方法，因为它具有非常简单的设备结构，该设备结构由三个元素组成：梳状电极，一个压电底物和薄磁性膜，并且在精确驾驶方面非常出色，因为它可以指定限制位置。这项研究的结果在日本物理学会2022秋季会议上介绍，并由《科学报告》杂志发表。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

表面弾性波による磁気スキルミオンの2次元的駆動制御

利用表面声波对磁斯格明子进行二维驱动控制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
宮崎優;横内智行;塩見雄毅
通讯作者：
塩見雄毅

Phase-change control of anomalous Hall effect in ferromagnetic MnBi thin films

DOI：
10.1063/5.0121284
发表时间：
2022-12
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
Siyue Zhang;Yusuke Miyazaki;T. Yokouchi;Y. Shiomi
通讯作者：
Siyue Zhang;Yusuke Miyazaki;T. Yokouchi;Y. Shiomi

強磁性体MnBi薄膜における異常ホール効果の相変化制御

铁磁MnBi薄膜中反常霍尔效应的相变控制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
張思岳;宮崎優;横内智行;塩見雄毅
通讯作者：
塩見雄毅

Quantum Oscillations from Surface States in Cd3As2Nanowires

Cd3As2 纳米线表面态的量子振荡

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Miyazaki Yu;Yokouchi Tomoyuki;Shibata Kiyou;Chen Yao;Arisawa Hiroki;Mizoguchi Teruyasu;Saitoh Eiji;Shiomi Yuki
通讯作者：
Shiomi Yuki