Research Abstract
スキルミオン相の一軸応力制御
Uniaxial stress control of skyrmion phase
2015年10月13日 Nature Communications 6 : 8539 doi: 10.1038/ncomms9539
磁気スキルミオンは、ナノメートルサイズの渦巻き型スピン構造を有しており、将来のメモリー技術に応用できる可能性と創発電磁気応答があるため、ますます注目を集めている。スキルミオンを用いたエレクトロニクス（すなわち、スキルミオニクス）の実現に向けてさまざまな理論的提案がなされているが、スキルミオンの生成、消去、駆動に成功した実験はわずかしかなく、加えて制御方法は電気的刺激、磁気的刺激、熱的刺激に限られていた。今回我々は、力学的応力に基づくスキルミオン相制御の新たな方法を実証している。我々は、低温で一軸応力を連続的に掃引することによって、典型的なキラル磁性体MnSi中のスキルミオン結晶を生成し、消滅させた。臨界応力はほんの数十MPaにすぎず、汎用的なのカンチレバーの先端を用いて容易に到達できる。今回の結果から、電気的バイアスも磁気的バイアスも必要とせず、消費エネルギーが極めて小さい単一スキルミオン制御についても新しい指針が得られる。
Y. Nii, T. Nakajima, A. Kikkawa, Y. Yamasaki, K. Ohishi, J. Suzuki, Y. Taguchi, T. Arima, Y. Tokura & Y. Iwasa
Corresponding Author
Magnetic skyrmions, swirling nanometric spin textures, have been attracting increasing attention by virtue of their potential applications for future memory technology and their emergent electromagnetism. Despite a variety of theoretical proposals oriented towards skyrmion-based electronics (that is, skyrmionics), few experiments have succeeded in creating, deleting and transferring skyrmions, and the manipulation methodologies have thus far remained limited to electric, magnetic and thermal stimuli. Here, we demonstrate a new approach for skyrmion phase control based on a mechanical stress. By continuously scanning uniaxial stress at low temperatures, we can create and annihilate a skyrmion crystal in a prototypical chiral magnet MnSi. The critical stress is merely several tens of MPa, which is easily accessible using the tip of a conventional cantilever. The present results offer a new guideline even for single skyrmion control that requires neither electric nor magnetic biases and consumes extremely little energy.
