AIによる新たなナノ磁性体のデザイン、マグノニック結晶の発見とその可能性

新世代のナノ素材、マグノニック結晶が持つ革新性

東京理科大学の長岡竜之輔氏を中心とする研究グループが、AIを駆使して革新的なマグノニック結晶を発表しました。この結晶は、スピン波を自在に駆使できることから、量子コンピュータをはじめとする次世代の情報処理技術において重要な役割を果たす可能性があると期待されています。

マグノニック結晶の設計に成功

スピン波とは、磁性体の中で磁気モーメントが連鎖的に揺れることで生じる波のことです。この新しいマグノニック結晶は、AIを用いた遺伝的アルゴリズムを用いて設計されました。これにより、従来の方法では発見できなかった特徴を持つ非自明な構造を持つ結晶が複数見つかり、8.7 GHz幅という大きなバンドギャップを持つことが確認されました。

従来研究との違い

この研究の特筆すべき点は、探索過程を可視化し、解釈可能なAI設計を行ったことです。これまでの研究は、経験則に基づいており、結果として限定的な設計しかできませんでしたが、AIを駆使することで幅広い設計スタイルが探索できるようになりました。この変革的なアプローチにより、より多様な設計が可能となり、高性能な構造が複数存在することが示されました。

大きな成果とその意義

研究成果は国際学術誌『Small Structures』に掲載され、さらに2026年のMaterials Research SocietyのSpring MeetingにおいてBest Presentation Awardも受賞するなど、国際的に高く評価されています。これにより、マグノニック結晶が持つ高度な特性が広く知られることとなったのです。