磁性体中に発現する「スキルミオン」と呼ばれる粒子状のナノ磁気構造体が無数に集まると、流体のように振る舞うことを発見しました。「スキルミオン流体」をアルファベットのHの形状をした磁性体素子に流すと、AND（論理積）やOR（論理和）に対応する論理演算ができることを数値シミュレーションにより発見しました。これらの流体挙動と論理演算機能は、位相幾何学的な磁化配列を持つスキルミオンが無数に集まった結果として現れる創発的な現象と機能です。この成果により、スキルミオン1個1個を制御する高度な技術が不要となり、スキルミオンの素子応用の研究・開発が促進されると期待されます。また...

IoT／AI社会の進展により情報機器の消費電力増大が世界的な課題となる中、従来の磁気ランダムアクセスメモリー（MRAM）では情報書き込み時のエネルギーロスが問題でした。MRAMの量産にも用いられる生産性の高い技術であるオンアクシス・スパッタリング法を用いて超省エネメモリーの材料となる高品質な磁性絶縁体の単結晶薄膜を作製し、その電流誘起磁化反転（情報書き込み）に世界で初めて成功しました。本成果は、次世代メモリー材料の実用化を大きく加速させるものです。将来的に、情報機器の大幅な省エネルギー化へ貢献すると期待されます。情報社会の発展に伴い、電子機器の消費電...

6テスラの強磁場をわずか1000分の1秒で90度回転させたパルス磁場を用いた磁場回転の実現は世界初トポロジカル物質や交代磁性体における電気的・光学的・磁歪（機械的な変形）応答の異方性を明らかにするツールとして期待磁場の方向に敏感なスイッチやメモリー、センサーなどの機能を持つ材料の探索に利用できる電気通信大学 大学院情報理工学研究科 基盤理工学専攻の池田 暁彦 准教授らの研究グループは、物質の磁場応答を新しい視点から調べることができる「ベクトルパルスマグネット」を発明しました。本研究で開発したベクトルパルスマグネットは、トポロジカル...

強誘電体酸化物の高品質単結晶薄膜に酸素欠損を導入することにより、巨大な電気抵抗スイッチング現象が発現することを発見。学習・忘却の機能を持つメモリスタ特性を利用した画像認識実験において、極めて高い精度の認識率を実現。次世代AI技術の根幹素子となる高性能ニューロモルフィックチップへの応用に期待。東京大学 大学院工学系研究科の田畑 仁 教授、関 宗俊 准教授、李 海寧 大学院生（研究当時）らの研究グループは、チタン酸鉛（PbTiO3）の高品質単結晶薄膜を用いた新しいメモリスタ素子を開発しました。強誘電体であり不揮発性メモリーへの利用でも知られるPbTiO3...

量子物質の一種である電子強誘電体のルテチウム鉄酸化物（LuFe2O4）に室温でテラヘルツ光を照射すると、これまで見つかったバルク強誘電体として過去最大の電気分極変化を示すことを発見しました。この分極の巨大変化は、多数の電子の協力効果により超高速に生じることを明らかにしました。超高速強誘電体メモリーなど新規な光エレクトロニクスデバイスの原理として応用が期待できます。強誘電体はメモリーや光変調器などのエレクトロニクスに欠かせない材料です。昨今のデジタルトランスフォーメーション（DX）と呼ばれる情報の活用方法の変革は、電気素子のテラ（1兆）ヘルツ以上の超高速動作を至...

従来のコンピューターでは時間がかかりすぎて解けない問題を解けると期待される光量子コンピューターや、量子力学の原理を用いることで物理的に安全性が保証される量子暗号通信の実現には、量子力学的な相関（量子もつれ）を持つ光子を発生させる光源や、量子もつれを利用して光子の量子状態を遠隔地に転送する量子中継器などの開発が重要です。近年、これらを実現する発光体として、光の波長（色）がそろった単色性が高い光子を生成し、かつ、量子状態を保存するメモリーとして利用可能な、ダイヤモンド中の単一スズ（Sn）欠陥（Vacancy）中心（SnV中心）が注目されています。しかし、これまで単一SnV中心の形成はバルク（塊状）...

大阪公立大学 南部陽一郎物理学研究所／大学院理学研究科の竹内 宏光 准教授らの研究グループは、韓国科学技術院（KAIST）のJae-yoon Choi（ジェユン・チョイ） 准教授らの研究グループと共同で、ケルビン・ヘルムホルツ不安定性（KHI）と呼ばれる、流体の流れに関する物理現象の量子版（量子KHI）の観測に、世界で初めて成功しました。また、本研究で観測した量子KHIの界面から生じた渦が、2022年に本研究グループが予測した新種のスキルミオン（三日月スキルミオン）であることが明らかになりました。KHIは、速度が異なる2つの流体の境界面の波が発達して特徴的な渦巻き模様を引き起こす現象...

大規模なグラフニューラルネットワーク（GNN）推論における大幅な高速化を可能にするスケーラブルなAIアクセラレーターを実現。GNN推論中の不規則メモリーアクセスをほぼ完全に解決し、計算コストを大幅に削減可能。自動運転や広告推薦システムのようなリアルタイムかつ大規模なアプリケーションへの活用に期待。東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 AIコンピューティング研究ユニットの藤木 大地 准教授とJiale Yan（ジャロ・ヤン） ポスドク研究員（当時）らの研究チームは、大規模なグラフデータを効率的に処理できる新しいAIアクセラレーター「B...

特徴的な磁気秩序を持つ反強磁性体と強磁性体の接合界面で磁気結合を確認。従来必要とされた「磁場をかけながら冷却する操作」を行わず、室温・等温条件で交換バイアス効果を制御できることを実証。室温で動作する反強磁性体の新たな電子機能の開拓により、次世代スピントロニクスデバイスへの応用が期待される。東京大学 大学院理学系研究科の朝倉 海寛 大学院生、肥後 友也 特任准教授（研究当時）、中辻 知 教授らによる研究グループは、ワイル反強磁性体Mn3Snと強磁性体との接合界面において、磁気的な結合に由来した交換バイ...

固体と液体の中間の性質を持つ「柔粘性結晶」が、分子の向きと形の変化によるニ段階で電気応答することを発見しました。分子がランダムに回転すると考えられてきた柔粘性結晶で、協同的かつ二段階の電気応答を見いだした初めての例であり、従来の強誘電体とは異なる新しいタイプの機能性材料と考えられます。この現象を利用すると、従来の「0」「1」だけでなく、複数の情報（例えば「0」「1」「2」「3」）を記憶できる「多値メモリー」という次世代技術や、新しいタイプのセンサー・スイッチ開発への貢献が期待されます。私たちの暮らしを支えるスマートフォンやコンピューターの性能向上には...

レアメタル不要で高性能：シリコンとアルミニウムという身近な素材で、プラチナを超える磁気制御性能を実現原子レベルの精密制御がカギ：原子数個分の厚みで素材の構成比を調整することで、性能を最大化次世代メモリーへ直結：低電力・高耐久な次世代メモリー素子などへの応用が期待され、省エネルギー社会の実現に貢献福岡大学の洞口 泰輔 助教（研究当時、慶應義塾大学 理工学部 特任助教）と慶應義塾大学 理工学部の能崎 幸雄 教授、物質・材料研究機構（NIMS）の介川 裕章 グループリーダー、中国科学院大学 カブリ理論科学研究所の松尾 衛 准教授らによる研究グループは、日常...