プレスリリース

東大、高いトポロジカル数をもつ磁気スキルミオンを発見

2017/4/3 15:10
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発表日:2017年4月3日

高いトポロジカル数をもつ磁気スキルミオンを発見

―磁場によるトポロジーの多段スイッチングが可能に―

 

1.発表者:

 求 幸年(東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻 教授)

 速水 賢(北海道大学大学院理学研究院物理学部門 助教)

 小澤 遼(東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻 博士課程3年)

2.発表のポイント:

 ◆磁性金属に対する大規模数値計算により、高いトポロジカル数(注1)をもつ磁気スキルミオン結晶(注2)と、磁場によるトポロジーの多段階変化を発見しました。

 ◆磁場中で現れるトポロジカル数1の従来型とは起源を全く異にする、トポロジカル数2の磁気スキルミオンが磁場のない状態でも安定に存在することを発見しました。

 ◆磁場によるトポロジーの多段スイッチング(注3)は、情報素子への応用に新しい可能性をもたらすことが期待されます。

3.発表概要:

 東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の小澤遼大学院生、北海道大学大学院理学研究院物理学部門の速水賢助教、東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の求幸年教授らは、磁性金属中において、トポロジカル数が2の新しい磁気スキルミオン結晶が現れ、磁場に応じてトポロジカル数が多段階に変化する現象を理論的に発見しました。

 物質中の電子スピンが作るミクロな磁気渦の一種である磁気スキルミオンは、そのトポロジカルな性質に守られた堅牢さや、磁場・電場に対する応答の多様性などから、新しい磁気デバイスへの応用が期待されています。これまで、磁場中で安定なトポロジカル数1の磁気スキルミオンが精力的に調べられてきましたが、応用の可能性を広げる上で、新しいタイプの磁気スキルミオンの開拓が望まれていました。

 本研究グループは、磁性金属に対する理論モデルの性質を大規模数値シミュレーションによって調べることで、これまで知られていなかったトポロジカル数が2の磁気スキルミオンが、磁場のない状態でも安定に存在することを見出しました。さらに、従来より高いトポロジカル数を反映して、磁場によるトポロジーの多段スイッチングが可能なことも明らかにしました。本研究の結果は、微小磁場による多値メモリ動作といった新しい応用へ向けた学理の確立につながると期待できます。

 ※発表内容などリリース詳細は添付の関連資料を参照

 

 

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

発表内容などリリース詳細

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0441375_01.pdf

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