2023.12.20

将来の進歩のための材料の複雑さの探索についての要約

marugotoyoten

インペリアル・カレッジ・ロンドンのYoutube動画「将来の進歩のための材料の複雑さの探索についての要約」について要点と要約をまとめました

３つの要点

要点１
1. 異なる材料を組み合わせることによる複雑さの探求は、新たな性質と幅広い可能性をもたらします。
要点２
2. シミュレーション、実験能力、解析技術の進歩により、特定の性質を持つ材料の創造が可能になり、”エルドラド”のビジョンに一歩近づいています。
要点３
3. 未開拓の材料の領域には、新たな発見やポラリトニクスなどの革新的なデバイス物理学の可能性が広がっています。

要約

物質の複雑さと新しい物理学に魅了される
私はロンドンのインペリアルカレッジで機能性窒化物研究グループのリーダーを務めており、物質の複雑さとそれによって生じる新しい物理学に魅了されています。学術界では、私たちの役割は将来を創造することであり、既存の道に単純に従うだけではありません。私たちのグループにとって、それは15世紀の探検家のようなもので、馴染みのある港から出発し、求める性質を持つ任意の材料を需要に応じて生産する能力を見つけるために地平線に向かって航海することのように感じられます。

単純な化合物の限界を超えるための新たな複雑さの探求
過去の1世紀は周期表の探索と元素やその化合物の振る舞いの理解に捧げられてきました。シリコンという重要な元素は、現代のコンピューティングの発展において重要な役割を果たしてきました。しかし、単純な化合物では達成できることには限界があります。21世紀に入ると、2つ以上の材料を組み合わせることで次のレベルの複雑さに取り組んでいます。ナノ構造の層を作成することで、個々の材料には属さない新たな性質を引き出し、無限の可能性を開くことができます。

シミュレーション、実験能力、解析技術の進歩による材料研究の先進
材料研究の進歩を推進するためには、シミュレーション、実験能力、解析技術の進歩が結実しています。これらの進歩により、特定の性質を持つ材料を想像し、創造することが可能になり、”エルドラド”という概念にも一歩近づくことができます。次の10年間で、シミュレーションによって材料の性質を予測し、産業問題を解決することができる工学クリニックの開発を目撃するかもしれません。さらに先を見据えると、材料の地図上には未開拓の広大な領域があり、新たな発見やデバイス物理学が待っています。

ポラリトニクスという新しい分野の展開
想像力を働かせることで、電子、ホール、光子を組み合わせて電子工学の限界を超える新しい分野であるポラリトニクスを開発することができると考えられます。これには新しい材料の創造だけでなく、デバイスの構造の再考も含まれます。これは私が次の20年間で展開するのを見たいと思っている興奮を覚える展望であり、デバイス物理学と材料科学の限界を押し広げるものです。

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