Nanotechnology Now - プレスリリース: 科学者は熱を使用してスキルミオンとアンチスキルミオンの間の変換を作成

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要約：
低エネルギー消費の新しいスピントロニクスデバイスの開発に役立つ可能性のある実験で、理化学研究所と共同研究者らは熱と磁場を利用して、薄い単結晶内でスピン集合体（スキルミオンとアンチスキルミオンとして知られる磁気渦と反渦）間の変換を作り出した。プレート装置。重要なのは、彼らがこれを室温で達成したことです。

科学者は熱を利用してスキルミオンとアンチスキルミオンの間の変換を作成します

和光市 |投稿日: 12 年 2024 月 XNUMX 日

スキルミオンとアンチスキルミオンは、材料内の電子のスピンに関与する特殊な磁性材料内に存在するテクスチャであり、スキルミオンが「 1」ビットとアンチスキルミオンは「0」ビットです。これまで、科学者はさまざまな方法でそれらを動かし、電流を使用してそれらの間で変化を引き起こすことができました。しかし、現在の電子デバイスは電力を消費し、廃熱を生成するため、理化学研究所創発物性科学研究センターのシュージェン・ユウ氏率いるグループの研究者らは、熱勾配を利用して変化を生み出す方法を見つけられるかどうかを検討することにした。

Yu 氏によると、「発電所、自動車、焼却炉、工場で生成されるエネルギーの約 3 分の 2 が熱として廃棄されるため、スキルミオンとアンチスカイリムオンの間で変換を試みることが重要であると考えました。これは以前から行われていました」電流を使う、つまり熱を使う。」

Nature Communications に掲載されたこの研究を実行するために、研究者らは、集束イオンビーム (非常に精密な製造システム) を使用して、鉄で構成されるバルク単結晶磁石 (Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P からマイクロデバイスを作成しました。ニッケル、パラジウム、リンの原子を調べ、次にローレンツ走査型顕微鏡を使用しました。これは、非常に小さなスケールで材料の磁気特性を検査するための高度な方法です。

彼らが発見したのは、室温で磁場と同時に温度勾配を結晶に加えると、その中のアンチスキルミオンが最初に非トポロジカルバブル（スキルミオンとアンチスキルミオンの間の一種の遷移状態）に変化し、次にスキルミオンに変化したということである。、温度勾配が上昇すると。その後、温度勾配がなくなった場合でも、それらはスキルミオンとして安定した形状を維持しました。

これは理論的な予想と一致する発見でしたが、2 番目の発見は研究グループを驚かせました。ユ氏のグループの博士研究員フェフミ・サミ・ヤシン氏によると、「磁場が印加されていないときは、熱勾配によってスキルミオンからアンチスキルミオンへの変態が起こり、それも材料内で安定した状態を保っていることが分かり、私たちはまた驚いた。」

「これについて非常に興味深いのは、磁場が適用されるかどうかに応じて、熱勾配（基本的に廃熱を使用する）を使用して、スキルミオンとアンチスキルミオンの間の変換を促進できることを意味するということです」と彼は続けます。これを室温で行うことができたことは特に重要です。これにより、廃熱を利用した不揮発性メモリデバイスなどの新しいタイプの情報記憶デバイスへの道が開かれる可能性があります。」

Yu氏によると、「私たちは彼の発見に非常に興奮しており、実際の熱スピントロニクスやその他のスピントロニクスデバイスを構築することを目標に、アンチスキルミオン運動の熱制御を含む、より効率的な新しい方法でスキルミオンとアンチスキルミオンを操作する研究を継続する予定です」それは私たちの日常生活でも使えるかもしれません。より良いデバイスを作るには、さまざまなデバイスの設計と形状を徹底的に調査する必要があります。」

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コンタクト：
ジェンス・ウィルキンソン
理研
オフィス：81-484-621-424

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