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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0610/
• 关键词: 磁性; トポロジカル物性; 表面弾性波; スピントロニクス; ナノワイヤ; ナノテクノロジ

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。

Our は ト ポ ロ ジ カ ル ナ ノ tectonic の a で あ る ス キ ル ミ オ ン の mechanics system of equestrian method proposed の と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. ス キ ル ミ オ ン は ト ポ ロ ジ ー に origin す る unseen fruit で settle に exist す る こ と が で き る た め, メ モ リ ー な ど の intelligence supporter と し て expect さ れ て い る. Dynamic method ス キ ル ミ オ ン の 駆 と し て current に よ っ て ス キ ル ミ オ ン を detain し out す と い う ア プ ロ ー チ が よ く research さ れ て い る が, 駆 と に take when moving direction vertical に も song が っ て し ま う ス キ ル ミ オ ン ホ ー ル unseen fruit が 応 with に お け る a つ の barrier と な っ て い る. そ こ で this study で は current で は な く film substrate の slanting み で あ る surface wave を 弾 sex with い て ス キ ル ミ オ ン を straight into さ せ る デ バ イ ス を proposal し た. The foregoing し た current に よ る ス キ ル ミ オ ン の "detain し し" に よ る ア プ ロ ー チ で は な く "close じ 込 め る" と い う ア プ ロ ー チ で あ る. こ れ は molecular の quality measurement や quantum computing な ど に の device with い ら れ る イ オ ン ト ラ ッ プ と shout ば れ る と similar の principle で あ る. イ オ ン の occasions と different な り, ス キ ル ミ オ ン の occasions は ト ポ ロ ジ ー に origin す る transverse direction の が わ / る が and closing じ 込 め に お い て は transverse direction の force に 応 seaborne す る resonance が important で あ る こ と が わ か っ た. ま た and closing じ 込 め position を ず ら す こ と で ス キ ル ミ オ ン が chase 従 す る こ と も か indeed め, linear motion だ け で な く, specify し た 経 freedom of the を に mobile で き る gimmick で あ る こ と も シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て Ming ら か に し た. This study proposed で し た デ バ イ ス は pectinate electrode, 圧 electric substrate, thin film magnetic body の 3 つ の elements か ら な る very に 単 pure な デ バ イ ス tectonic で あ る じ points and closing 込 を め position specified で き る た め precision 駆 moves に long け て い る point が 従 to technique よ り optimal れ る. The results of this study are で presented at the 2022 autumn meeting of the Physical Society of Japan で published in され, and Scientific Reports journal ら published in された.

项目成果

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

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮崎優;横内智行;塩見雄毅
• 通讯作者: 塩見雄毅

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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2022
• 作者: Miyazaki Yu;Yokouchi Tomoyuki;Shibata Kiyou;Chen Yao;Arisawa Hiroki;Mizoguchi Teruyasu;Saitoh Eiji;Shiomi Yuki
• 通讯作者: Shiomi Yuki

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