การประชุมวิชาการนานาชาติ "แนวโน้มด้านแม่เหล็ก 2025" จัดขึ้นที่เมืองบารี ประเทศอิตาลี ระหว่างวันที่ 1 กันยายน (วันจันทร์) ถึง 5 กันยายน (วันศุกร์) ปี 2025 และผลงานนำเสนอของ อาลา อับดัลลาห์ จาก Aoyama Gakuin University (นักศึกษาปริญญาเอกปีที่ 2 ในหลักสูตรการสร้างวัสดุเชิงฟังก์ชัน ภาควิชาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ บัณฑิตวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ สังกัดห้องปฏิบัติการของศาสตราจารย์จุนจิ ฮารุยามะ) ได้รับเลือกให้ได้รับรางวัล "นักวิจัยรุ่นใหม่ยอดเยี่ยม"

หัวข้อวิจัยของอัลลาห์คือ "ปรากฏการณ์ไบแอสแลกเปลี่ยน (Exchange Bias: EB) ในวัสดุแม่เหล็กชั้นบาง FeGeTe" นี่คือปรากฏการณ์ที่สมบัติฮิสเทอรีซิสแม่เหล็กกลายเป็นไม่สมมาตรอย่างมาก เมื่อวัสดุแม่เหล็ก (แม่เหล็ก) ที่มีชั้นอะตอมเพียงไม่กี่ชั้นถูกทำให้เย็นลงในขณะที่สนามแม่เหล็กสูงถูกกระทำ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ไม่เกิดขึ้นในแม่เหล็กหนาธรรมดา ในวัสดุที่มีชั้นอะตอมเพียงไม่กี่ชั้น ปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนสปินระหว่างชั้นนั้นอ่อนแอ ดังนั้นการจับคู่ระหว่างอิเล็กตรอนสปินพิเศษที่ปรากฏบนพื้นผิวของตัวอย่างที่ถูกออกซิไดซ์และอิเล็กตรอนสปินในส่วนเนื้อในของตัวอย่างจึงเด่นชัดขึ้น ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ EB นี้ขึ้น

ในการศึกษาครั้งนี้ ผลึกแบบชั้นขนาดใหญ่ถูกแยกออกเป็นชิ้นส่วนที่มีความหนาเพียงไม่กี่ชั้นอะตอมโดยใช้เทปกาว และยึดติดกับพื้นผิวโดยใช้แรงระหว่างอะตอมเท่านั้นด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบเรียงซ้อนสองมิติ เมื่อชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิต่ำในอากาศ เราพบว่าความแตกต่างของการออกซิเดชันบนพื้นผิวเนื่องจากความร้อนส่งผลให้ระดับความสม่ำเสมอของการออกซิเดชันแตกต่างกัน และความเข้มของปรากฏการณ์คลื่นอิเล็กตรอน (EB) ก็แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ เราพบว่าในขณะที่ตัวอย่างที่มีปริมาณเหล็กเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญไม่แสดงปรากฏการณ์ EB ภายใต้การให้ความร้อนที่อุณหภูมิต่ำแบบเดียวกัน แต่กลับพบปรากฏการณ์ EB ที่ใหญ่กว่ามากเมื่อให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง เราได้ชี้แจงว่าปรากฏการณ์นี้เกิดจากสถานะสปินของอิเล็กตรอนที่เกิดจากการออกซิเดชันของข้อบกพร่องจำนวนมากในตัวอย่างเหล่านี้ สิ่งนี้เปิดประตูสู่การประยุกต์ใช้หน่วยความจำแม่เหล็กที่ควบคุมและใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ EB โดยใช้วัสดุที่บางเพียงไม่กี่ชั้นอะตอม และคาดว่าจะมีการพัฒนาอย่างมากในอนาคตสำหรับระบบแม่เหล็กขนาดเล็กและบาง (เช่น บัตรแม่เหล็ก)

ความคิดเห็นจากหัวหน้างาน

◆ศาสตราจารย์ จุนจิ ฮารุยามะ (ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ คณะวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์)

งานวิจัยของอัลลาห์ใช้วิธีการดั้งเดิมแต่ปัจจุบันใช้กันอย่างแพร่หลาย นั่นคือ การลอกวัสดุที่เป็นชั้นหนาๆ ออกด้วยเทปกาวเพื่อสร้างชิ้นส่วนที่มีอะตอมเพียงไม่กี่อะตอม อย่างไรก็ตาม วัสดุที่ใช้ในการวิจัยเป็นวัสดุแม่เหล็กที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยธาตุที่แตกต่างกันสามชนิด ทำให้การลอกทำได้ค่อนข้างยาก นอกจากนี้ การมีธาตุเหล็กทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ง่าย ส่งผลให้คุณสมบัติของตัวอย่างเปลี่ยนแปลงไป ปัญหาเหล่านี้จะยิ่งเด่นชัดขึ้นเมื่อปริมาณเหล็กเพิ่มขึ้น ทำให้การเตรียมตัวอย่างเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่ง ทั้งหมดนี้เป็นผลมาจากความพยายามอย่างมากของอัลลาห์ ที่นั่งอยู่หน้ากล้องจุลทรรศน์ตั้งแต่เช้าจรดค่ำ เตรียมตัวอย่างอย่างขยันขันแข็งวันแล้ววันเล่า
เธอเป็นนักศึกษาปริญญาเอกชาวเลบานอนในห้องปฏิบัติการของเรา และนี่เป็นการเดินทางไปต่างประเทศครั้งแรกของเธอ เธอประสบปัญหาอย่างมากในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของญี่ปุ่น มหาวิทยาลัยอาโอยามะ กาคุอิน ห้องปฏิบัติการของเรา และมหาวิทยาลัยโตเกียวซึ่งเป็นพันธมิตรของเรา อย่างไรก็ตาม ผมเชื่อว่าความสามารถของเธอในการเอาชนะความท้าทายเหล่านี้และบรรลุผลลัพธ์เช่นนี้เป็นสิ่งที่น่ายกย่องอย่างแท้จริง ผมขอขอบคุณทุกคนที่ให้การสนับสนุนเธออย่างสุดซึ้ง
นอกจากนี้ เธอยังเพิ่งได้รับทุนการศึกษาจากสมาคมสนับสนุนการศึกษานานาชาติแห่งญี่ปุ่น ซึ่งจะช่วยบรรเทาความกังวลด้านการเงินของเธอได้บ้าง ผมหวังเป็นอย่างยิ่งว่าเธอจะมีความมุ่งมั่นมากยิ่งขึ้นในอนาคต สร้างผลงานที่ยอดเยี่ยม สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก และมีบทบาทในเวทีระดับนานาชาติอย่างแข็งขัน