NIMSは、東京理科大学、神戸大学との共同研究により、イオンの振る舞いを利用して情報処理を行う新しいAI（人工知能）デバイスを開発しました。従来の深層学習（ディープラーニング）に比べ、計算負荷を約100分の1に減らすことに成功しています。端末機器（エッジデバイス）に直接搭載した「エッジAI」の情報処理性能への貢献が期待されます。近年、深層学習や生成AIに代表される機械学習の消費電力が指数関数的に増大しており、深刻な社会問題となっています。この解決に向けて低消費電力かつ高い計算性能を備えたAIデバイスの需要が高まっています。高効率な脳型情報処理であるリザバーコンピューティングを行うAI...

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...

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...

酸化物の性質は、金属の価数や空間配列によって大きく左右されます。中でも、結晶骨格を保ちながら特定の原子だけを選択的に出し入れする「トポケミカル反応」は、物性を制御できる手法として広く用いられてきました。しかし、従来は金属サイトの数や配置を保つ「1:1対応」が前提とされ、骨格自体の再構成は不可能と考えられてきました。京都大学 大学院工学研究科の樋口 涼也 修士課程学生、石田 耕大 博士課程学生（研究当時）、高津 浩 准教授、陰山 洋 教授らの研究グループは、京都大学 理学研究科、ボルドー大学、ファインセラミックスセンター、東北大学、桂林理工大学との共同研究により、「1:1対応」を破る新しいトポケ...

反強磁性体Mn3Snにおいて、磁気八極子秩序に由来するキラルな磁壁の構造を初めて実空間で観測しました。ダイヤモンド量子センサーによる高精度磁場測定と高品質単結晶薄膜を組み合わせ、複雑な磁気構造に対応する解析手法を新たに開発することによって、従来困難だった磁区と磁壁の詳細な構造を解明しました。本成果は、エネルギー効率に優れた次世代の高速・省エネスピントロニクス素子の実現に向けた設計指針を与え、多極子磁性の理解と応用の深化に貢献することが期待されます。東京大学 大学院理学系研究科の塚本 萌太 大学院生（当時）、肥後 友也 特任准教授（当時）、佐々木 健人...

フルフラールをはじめとするバイオマス由来フラン類の液相水素化反応を効率よく促進する非貴金属ナノ粒子触媒を開発。従来の非貴金属系固体触媒によるフルフラールの液相水素化反応では、高温・高水素圧の厳しい反応条件を必要とする問題があった。開発した新たな触媒では、本反応を大気圧水素下という温和な条件下で効率的に進行させることに成功。バイオマスを原料として有用な化合物を低コストかつ省エネルギーで合成する持続可能な製造プロセスの構築に大きく貢献することに期待。大阪大学 大学院基礎工学研究科 水垣 共雄 教授、山口 渉 助教（研究当時）、川上 大輝さん（研究当時：博...

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...

物質の中には、原子数個レベルの厚みの薄膜にすると、十分な厚みを持つ通常の状態（バルク状態）とは全く異なる性質を示すものがありますが、磁石にくっつかない物質を薄膜にしても磁石にくっつくように変化することはないと理論的に予想されていました。しかし例外があることも予想されており、三セレン化二クロム（Ｃｒ２Ｓｅ３）という物質で薄膜を作ったところ、磁石にくっつくように変わることを発見しました。高輝度放射光から発生するＸ線で調べると、薄膜を作るときの「台」に当たるシート状炭素グラフェンから...

層間に磁性元素を挿入した遷移金属ダイカルコゲナイド（ＴＭＤ）Ｖ１／３ＮｂＳ２において、磁化のない共線反強磁性と非フェルミ液体状態の中で異常ホール効果が生じることを発見しました。（電荷を運ぶ準粒子が定義できない）非フェルミ液体状態の中で巨大異常ホール効果が発見されたのは初めてのことであり、従来のベリー曲率の枠組みを超えた理解が必要です。本研究で発見された物質は、新たな機能性反強磁性体であり、電子のスピンを使った情報処理・通信デバイスにつながることが期待されます。また本研...