2026年3月8日（日）科学講演会を開催しました

演題　最近の磁石材料と応用研究
～地球、磁石、電子、そしてスピンへ～

講師　磯上　慎二氏

国立研究開発法人　物質・材料研究機構 ( NIMS )
磁性・スピントロニクス材料研究センター　主幹研究員

【お詫び】当講演会のチラシにある画像で「CDプレイーヤー」となっているのは、「ハードディスクドライブ」の間違いでした

講演会は約60名の方が聴講され、40名の方にアンケートにご協力いただきました。アンケートには、「面白かった」、「自分でも調べてみたい」、「勉強になった」と回答された方が90％以上、「参加してよかった」が100％でした。

講演の主な内容は、・磁石の種類と性質　・作り方　・磁石の起源（磁石の性質の元）　・最近の研究の紹介　などでした。

永久磁石の種類には、いくつかありますが、私たちになじみ深いのはフェライト磁石とネオジウム磁石でしょう。フェライト磁石はホワイトボードなどでよく見かけます。ネオジウム磁石は現在、世界最強の磁石で、これは日本の佐川眞人氏が開発されたそうです。佐川氏が2012年(第28回)日本国際賞を受賞された際の記念講演(2012年4月26日)「ネオジウム磁石はこうして見つけた」のレポートを読んでみてください。NHKの「プロジェクトX」のような内容で面白く、また、本日の講演内容を、より深く理解できると思います。

　　「ネオジウム磁石はこうして見つけた」→　https://scienceportal.jst.go.jp/stories/20120605_01

磁石は昔から当たり前のように身近にあったからか、磁石がどのように作られるのかを考えたことのある人は少ないのではないでしょうか。より強く、そしてネオウジムなどのレアアースの量をより少なく、と現在も磁石の製造方法が研究されています。

面白かったのは、ハルバッハ磁石についてです。ハルバッハ配列は、磁石の特殊な配置で、配列の片側で磁場を増大させ、もう片側で磁場を打ち消すものです。この配置の結果、磁束が片側に集中するため、必要な個所に磁場を集中させることができ、リニアモーターカーやMRIなど、いろいろな用途があります。

【お互いに引き合うS極とN極が向かい合うようにした通常の配置】

【ハルバッハ配置（N極同士が反発し合うが無理やり？配置）】この図では上側の磁力が強く下側が弱い
下の動画で実験が見られます

NIMSのサイト「材料のチカラ」に「未来の科学者たちへ」という動画集があります。その中に今回の講演会でも上映された「ハルバッハ配列」があります。

「材料のチカラ」の「未来の科学者たちへ」→　https://www.nims.go.jp/chikara/ には、興味深いテーマの動画がたくさんあります。「シャープ芯の配向実験」、「ネオジム磁石の弱点」という磁石関連の動画もありますので、ぜひ観てみてください。

磁石の起源、すなわち磁力の源が何か、についての話もありました。物質は原子でできており、原子は原子核と電子からできています。電子には自転しているかのようなスピンという性質があり、それによって磁性が生じます。スピンの方向の違いによりupとdownのスピンがあり、upとdownの電子がペアになっていれば磁場は打ち消されますが、ペアになっていない電子（不対電子）があれば、磁性が生じます。鉄原子は26個の電子があります。そのうち15個がupスピン電子、11個がdownスピン電子です。11個のupとdownスピンの磁場は打ち消し合いますが、4個（15－11）のupスピン電子によって磁性が生じることになります。つまり磁石の起源は電子のスピンというわけです。これらのupスピン電子を、全ての鉄原子で同じ方向に整列させる（磁化）ことによって磁石ができます。
講師の磯上氏が所属する磁性・スピントロニクス材料研究センターの「スピントロニクス」って、何？と思っていましたが、このスピンを積極的に利用したデバイスの開発を行う研究分野のことのようです。

講演の最後に紹介されたのは、MRAM（次世代不揮発性メモリ）についてです。従来のエレクトロニクスでは、メモリとして使われているDRAMは、電子の電荷を利用しているので、この電荷は時間とともに失われてしまう“揮発性”です。一方、スピンは電子が自ら動いているので、“不揮発性”です。電子のスピンを利用する不揮発性メモリは、大容量・高速動作が期待され、研究が進められているとのことです。

講演会の最後は質問タイムです。かなりハイレベルな内容でしたが、小学生からの質問もありました。講演終了後にも、直接講師に質問している熱心な高校生もいました。