従来比30倍の高速実験で新しい磁気センサー材料を発見

～AIによるデータ解析・予測による超効率的開発に成功～

2025（令和7）年9月4日
NIMS（物質・材料研究機構）
科学技術振興機構（JST）

概要

NIMSは、多数の材料組成を短時間で評価できる新しい実験手法を開発し、磁性材料の異常ホール効果の特性を従来の30倍の速さで測定することに成功しました。得られた膨大なデータを機械学習で解析し、その予測に基づいて新しい材料を実証した結果、磁気をより敏感に検出できる新しい磁気センサー材料の開発に成功しました。
今回、本研究チームは、1枚の薄膜試料の中で連続的に組成が変化する「組成傾斜薄膜」を用いて、効率よく評価できる新しい実験手法の開発に成功しました。これにより、1組成あたり約0.2時間で評価でき、従来手法に比べて約30倍の高速化を実現しました。さらに、本手法を用いて、鉄（Fe）に重元素を1種類加えた二元系薄膜の異常ホール効果を系統的に調査しました。その結果を基に、より大きな効果を示す可能性のある三元系材料（Feと2種類の重元素）を予測する機械学習モデルを構築しました。そして、その予測に基づき探索したFe–Ir–Pt（鉄－イリジウム－白金）系の新材料において、Fe-X二元系材料の最大値（5.25マイクロオーム センチメートル）を上回る、6.5マイクロオーム センチメートルの異常ホール抵抗率を観測することに成功しました。
本研究成果は、現地時間2025年9月3日付で「npj Computational Materials」誌に掲載されました。
本研究は、NIMS 磁気機能デバイスグループの遠山 諒 ポスドク研究員（研究当時）、桜庭 裕弥 グループリーダー、データ駆動型材料設計グループの岩﨑 悠真 主幹研究員らによる研究チームによって、JST 戦略的創造研究推進事業 CREST「未踏探索空間における革新的物質の開発」（JPMJCR21O1）、および文部科学省 データ創出・活用型マテリアル研究開発プロジェクト「データ創出・活用型磁性材料研究拠点」（JPMXP1122715503）の支援を受けて行われました。

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（1.55MB）

＜論文タイトル＞

“High-throughput materials exploration system for the anomalous Hall effect using combinatorial experiments and machine learning”

DOI：10.1038/s41524-025-01757-5

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