[Financial Express]2024年8月、世界で最も権威のある科学誌『ネイチャー』がバングラデシュの若き物理学者による論文を掲載した時、それは単なる学術上の節目以上の意味を持っていました。量子材料研究の最先端が、欧米の一流研究室をはるかに超え、アメリカの最先端研究に到達したジャハンギルナガル大学の学生の道のりをも包含していることを示したのです。
その物理学者は、ネブラスカ大学リンカーン校（国連L）の博士研究員であるナフィス・アーナフ・シャヘッド氏で、ねじれ量子酸化物に関する同氏の先駆的な研究は、スピントロニクスと低電力コンピューティングへの影響で国際的な注目を集めています。
原子をねじって磁性を制御する
シャヘッド氏の論文「原子極限におけるツイスト支援型全反強磁性トンネル接合」は、2024年8月14日にネイチャー誌に掲載されました。スチュアート・パーキン教授とマックス・プランク微細構造物理学研究所（ドイツ）の科学者らと共同で行われたこの研究は、原子スケールで磁性と電子的挙動を制御するための新たな手法を紹介しています。
簡単に言えば、シャヘッド氏と共同研究者たちは、原子レベルの薄さを持つ反強磁性酸化物層を2層ねじることで、従来の強磁性体に頼ることなく、新しい形態の磁気的・電子的結合を生み出せることを発見しました。この「ツイストエンジニアリング」という概念は、より高速で小型、そしてエネルギー効率の高い量子デバイスへの道を開きます。この発見は、反強磁性ツイストロニクスと呼ばれる凝縮系物理学における新たな研究方向を確立する上で貢献しました。反強磁性ツイストロニクスは、幾何学、磁性、量子力学を融合させ、情報技術のための次世代材料を設計する新興分野です。
将来の発見のための基盤を築く
ネイチャー誌の論文の後には、シャヘッド氏が以前に発表したねじれ酸化物システムに関する理論的研究が続き、2025年5月にフィジカル・レビューB誌に「ねじれ酸化物二重層における分極渦、電荷変調、フラットバンド、モアレ磁性の予測」と題する論文が掲載されました。
この研究は、ねじれた酸化物ヘテロ構造が、電荷リップルから渦巻き状の分極テクスチャに至るまで、エキゾチックな量子パターンを生み出す仕組みを予測しました。この研究から得られた知見は、国連Lにおけるより広範な研究方向性を形作る上で重要な役割を果たし、最終的には2025年10月から開始される200万ドルのNSF DMREF（未来を革新し、創造する材料設計）助成金の獲得に貢献しました。
米国の主要な取り組みと中心的な役割
エフゲニー・ツィンバル教授が率いるNSF DMREFプロジェクトは、ネブラスカ州初のDMREF助成金となります。このイニシアチブは、米国のマテリアルゲノムイニシアチブと連携し、物理学者、データサイエンティスト、エンジニアを結集し、理論、計算、機械学習を通じて材料発見を加速することを目指しています。
本プロジェクトの中核計算研究者であるシャヘッド氏は、高度な密度汎関数理論（DFT）とグリーン関数に基づくモデリングを用いて、ねじれ酸化物ヘテロ構造、トポロジー、そして磁気電気結合に焦点を当てています。彼の研究は、モアレ幾何学を用いて原子スケールで磁性と分極をどのように制御できるかを解明する研究の基盤となっています。
バングラデシュの物理学者ナフィス・アフナフ・シャヘド氏とネブラスカ大学リンカーン校のエフゲニー・ツィンバル教授
彼の研究成果は、国連L の研究コミュニケーション オフィスによって注目されており、これは同大学の最も影響力のある科学的貢献に対して与えられる賞である。
サバールからネブラスカへ
シャヘッドは米国で博士号取得を開始する前、ジャハンギルナガル大学で物理学の理学士号と修士号を取得し、CGPA（平均得点）3.96で卒業しました。その後、ダッフォディル国際大学で教鞭をとり、ジャハンギルナガル大学で物理学の大学院生を指導した後、海外で博士号取得を目指しました。
国連Lのツィンバル研究グループにおいて、彼は第一原理シミュレーションを用いて酸化物ヘテロ構造における量子現象の研究に取り組んでいます。彼の論文は自然、物理的なレビュー B、先端材料、ACSナノなど、増え続けています。2025年10月現在、彼の研究は175回以上引用されており、h指数は8です。これは、博士課程の初期段階にある研究者としては素晴らしい記録です。彼は2026年秋までに学位を取得する予定です。
「私たちは量子時代の瀬戸際にいる」
シャヘッド氏はフィナンシャル・エクスプレス紙の取材に対し、ネイチャー誌の論文の重要性について次のように振り返りました。「原子レベルの薄さの酸化物層を2層ねじることで、電子とスピンが層間でどのように相互作用するかが劇的に変化し、磁気状態と電子状態を原子レベルで制御できるようになることを発見しました。これは、はるかに高速でエネルギー効率の高いエレクトロニクスへの道を開く可能性があります。」
自身の学問のルーツを振り返り、彼はこう付け加えた。「ジャハンギルナガル大学でファリド・アハメド教授の凝縮物質研究グループに所属していたことで、物理学の強固な基盤と、より深い問いを探求する好奇心が育まれました。当時は高度な機器や高性能なコンピューターはありませんでしたが、研究と論文発表への情熱が私たちのモチベーションを支えてくれました。この精神は、今でもネブラスカ州での私の研究の指針となっています。」
シャヘッド氏は、将来を見据えて量子材料がテクノロジーを再定義すると信じており、「量子材料とスピントロニクス材料が理論から技術へと急速に移行する時代に入りつつあります。私の目標は、これらのシステムを実用的かつ拡張可能なものにするための基礎的理解を深めることです。私たちはまさに量子時代の瀬戸際に立っています。それは、私たちが数十年にわたって経験してきたシリコン時代とは全く異なるものになるでしょう。」と述べています。
次世代にインスピレーションを与える
バングラデシュの若い科学を学ぶ学生たちへ、シャヘッド氏は経験に基づいたメッセージを送ります。「好奇心を持ち続け、簡単に諦めないでください。成績は重要ですが、全てではありません。完璧なCGPA（平均実力値）が創造性や好奇心に取って代わるわけではありません。行き詰まったり、失敗したりするのも科学の一部です。量子力学、数学、そしてプログラミングの強固な基盤を築いてください。量子材料こそが未来です。バングラデシュの研究者たちは、その未来を形作る上で重要な役割を担っています。」
物理学者のナーフィス・アナフ・シャヒド氏と父親のシャヘドゥル・ラヒド教授
現在、ナフィス・アーナフ・シャヘド氏は、ネブラスカ大学リンカーン校物理学・天文学部の大学院研究助手として、エフゲニー・ツィンバル教授の指導の下で研究を行っています。妻のファルザナ・ナズニーン氏もジャハンギルナガル大学物理学部の卒業生で、夫と共に大学院で研究を進めています。シャヘド氏の父であるムハンマド・シャヘドゥル・ラシッド教授は、ジャハンギルナガル大学地理環境学部の学部長を務めています。
シャヘッド氏は原子層をひねり続け、量子の新たな境地を開拓し続けている。彼はバングラデシュの静かな科学的卓越性の象徴であり、好奇心、粘り強さ、そして先見性があれば、シャバール出身の若い物理学者をネイチャー誌の紙面へと導くことができるという証拠である。
skshamimbdasia@gmail.com
Bangladesh News/Financial Express 20251026
https://today.thefinancialexpress.com.bd/features-analysis/a-bangladeshi-physicist-at-the-frontier-of-quantum-science-1761407581/?date=26-10-2025
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