磁石技術の新たな進歩により、効率とパフォーマンスの向上の可能性が解き放たれます

MIT プラズマ科学核融合センターの研究者は、磁石技術の分野で大きな進歩を遂げました。 量子効果を利用することで、研究チームは異常なホール効果とベリー曲率の制御に成功し、材料応用の新たな可能性を切り開いた。 Nature に掲載された彼らの研究結果は、コンピューティング、エレクトロニクス、ロボット工学などのさまざまな分野で効率とパフォーマンスを向上させるためにテルル化クロムを使用することを強調しています。

1879 年に発見されたホール効果には、電流が流れる金属ストリップに対して磁石が直角に置かれたときの電流の偏向が関係します。 量子力学を使用すると、この非対称な動作を理解して操作することができます。 電子の流れを偏らせるベリー曲率と呼ばれる量子の概念を利用することで、研究者は磁場を必要とせずに電気の流れを効率的に制御できるようになります。 この現象は異常ホール効果として知られており、広範囲に応用されています。

研究チームの研究は、外力を受けた場合でも異常ホール効果を示すひずみ調整可能な材料の開発につながりました。 この材料は、酸化アルミニウムまたはチタン酸ストロンチウムのベース層とその上にテルル化クロムの原子層で構成されています。 磁性化合物とベース層の間の相互作用により、材料に柔軟性が与えられます。 ひずみが加えられると、材料は電子を伝導する能力を維持し、電子がさまざまな経路を流れることができます。 これにより、この化合物はフレキシブルエレクトロニクスに最適になります。

ロボット工学では、ひずみ調整可能な材料を使用して、損傷を引き起こすことなく生体要素の周囲に伸縮できるソフト センサーを作成できます。 また、伸縮性のある素材は伸縮のレベルに応じてさまざまな量のデータを保存できるため、データストレージにも応用できる可能性があります。

この技術の採用は、コストや既存の CMOS 製造技術の適応の必要性などの要因によって決まります。 ただし、さらなる研究開発に対する強力なサポートがあります。 この研究は、米国研究局、米国国立科学財団、マサチューセッツ工科大学、その他の政府機関および研究機関から資金提供を受けました。

全体として、これらの磁石技術の進歩は、計算システム、エレクトロニクス、ロボット工学の効率とパフォーマンスを向上させ、さまざまな業界に革命を起こす可能性を秘めています。