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NanoScience | Blog

シンガポール国立大学(NUS)TeslatronPTを使用した、エネルギー効率の高い情報デバイスの開発

材料科学工学科助教授、この夏の初め、シンガポール国立大学(NUS)の材料科学工学科スピントロニクスデバイス用量子材料研究室は、量子研究室用に2台のTeslatronPTを導入しました。 最初のシステムは、2013年にグラフェンと2次元材料研究のためにNUSに設置され、現在では合計9台のシステムが研究施設に設置されています。

NUSの材料科学・工学部助教授であるAhmet Avsar博士に、超伝導マグネット・システムが使用されている量子材料とデバイス研究について伺いました。

研究所の主な目的は、エネルギー効率の高い情報技術に使用する新しい材料を設計し、その明確な量子輸送特性を明らかにすることです。 これは、低次元材料に含まれるスピン、擬スピン、バレーなどの複数の量子自由度を利用することによって行われます。 これらの自由度を調べることで、量子力学と材料の挙動に関する洞察が得られ、スピントロニクスなどの応用に新たな道が開かれます。

Dr Ahmet Avsar

Assistant Professor, Department of Material Science and Engineering

シンガポール国立大学(NUS)のAhmet Avsar博士と彼のチームは、シンガポール国立研究財団(NRF)と共同で、マグノン、準粒子、電子スピンなどの代替キャリアを利用することで、従来の電子的な電荷を超えた情報の輸送と操作の方法を研究しています。

しかし、研究チームは、量子デバイスやエネルギー効率の高いデバイスへの応用が期待される2次元材料など、他のプロジェクトにも取り組んでいます。 最近、テスラトロンPTシステムを用いて、2次元半導体における強力なスピン異方性を低温で実証しました。 "スピンの性質が磁場や温度によってどのように変化するかを理解することは、将来の多機能スピントロニクスデバイスに不可欠なスピン輸送の精密な制御を可能にします。" と語ってます。


卓越した安定性と精度

NUSがTeslatronPTを選んだ理由を尋ねると、Avsar博士は次のように答えてくれました。 "卓越した安定性と精度で高磁場を発生させる能力は、量子材料の研究に不可欠です。 また、超低温と高度な磁場制御をシームレスに統合したシステムは、我々の実験に特に適していました。"

さらに、オックスフォード・インストゥルメンツの信頼性と評判、そして現地での強力なカスタマーサポートが、彼らの選択に大きく影響したことを教えてくれました。「TeslatronPTの柔軟性とユーザーフレンドリーな設計により、我々のチームは、多様な実験ニーズに適合させることができます。 私がオックスフォード・インストゥルメンツに慣れ親しんだのは、Barbaros Özyilmaz教授とAndras Kis教授のもとでの博士号取得とポスドク研究まで遡ります。"このシステムの能力と私たちの研究に対する長期的価値に対する信頼は、さらに強固なものとなりました。

設置以来、システムの統合はラボの測定の精度と再現性を大幅に向上させた。 再校正や大幅なメンテナンスの必要がなく、極めて安定していることが証明されました。 これにより、ダウンタイムが大幅に短縮され、チームは生産性を最大限に高め、問題に対する理解を深めることができるようになりました。 Avsar博士は、TeslatronPTの使いやすさを賞賛し、新しいチームメンバーが2つのシステムをすぐに使いこなせるようになることで、学習曲線が短縮されたと評価してくれました。


今後の研究課題

NUSの量子研究室は2年目を迎え、Avsar博士と彼のチームは一連の重要な研究を発表する準備をしています。

“これらの論文は、低次元物質内のスピン輸送と人工磁性における最近の発見に焦点を当て、強磁場・低温研究によって明らかになった新しい量子挙動を明らかにするものです。“

“将来的には、我々の発見をエネルギー効率の高いデバイスに応用するため、学術界や産業界のパートナーとの共同研究を増やしていきます。“

“長期的な目標は、産業界との協力によって研究の実用的なインパクトを拡大し、材料科学と量子技術における新たな可能性を切り開くことです。“

TeslatronPT の詳細はこちら: https://nanoscience.oxinst.jp/products/teslatronpt

Ahmet Avsar助教授の研究詳細についてはこちら: https://www.nature.com/articles/s41563-023-01779-8