アラン・H・マクドナルド

アラン・H・マクドナルド
生まれる	( 1951-12-01 )1951年12月1日（73歳） アンティゴニッシュ、ノバスコシア州、カナダ
国籍	カナダ人、アメリカ人
母校	セントフランシスザビエル大学、トロント大学
受賞歴	オリバー・E・バックリー凝縮物質賞 （2007年） ウルフ物理学賞 （2020年） 引用栄誉賞 （2024年）
科学者としてのキャリア
フィールド	凝縮系物理学
機関	テキサス大学オースティン校、インディアナ大学、カナダ国立研究評議会
博士課程の指導教員	SH ヴォスコ
Webサイト	https://web2.ph.utexas.edu/~macdgrp/

アラン・H・マクドナルド（1951年12月1日生まれ）は、理論物性物理学者であり、テキサス大学オースティン校の物理学のシド・W・リチャードソン財団理事長教授である。^{[1] [2] [3] [4]}彼の研究対象は、金属と半導体中の電子の電子的特性に集中している。^[5]彼は、低次元系における相関多電子状態に関する研究でよく知られている。^{[6] 2020年、彼はねじれた}二重層グラフェンを超伝導体に変える魔法の角度を予測したことで、ウルフ物理学賞の受賞者の一人となった。^{[3] [7]}

彼はカナダのノバスコシア州アンティゴニッシュで生まれ、地元の学校に通い、1973年にセントフランシスザビエル大学で理学士号を取得しました。^{[2] [3]彼は1978年に}トロント大学で物理学の博士号を取得し、SHボスコとともに密度汎関数理論の相対論的一般化と金属の磁性への密度汎関数理論の応用について研究しました。^[3]

テキサス大学に加わる前は、カナダ国立研究評議会オタワ研究所（1978-1987年）およびインディアナ大学（1987-2000年）に勤務した。^{[3] [4]}チューリッヒのスイス連邦工科大学およびドイツのシュトゥットガルトのマックス・プランク固体研究所で客員教授を務めた。

マクドナルドの研究は、物質内で相互作用する電子の量子物理学に関連する新しい現象や未解明の現象に焦点を当てています。彼は、整数量子ホール効果と分数量子ホール効果、金属と半導体のスピントロニクス、位相的ブロッホバンドと運動量空間ベリー曲率現象、相関電子正孔流体と励起子とポラリトン凝縮体、および二次元物質の理論に貢献しました。

2011年、マクドナルドとマクドナルド研究室の元ポスドク研究員であるラフィ・ビストリッツァーは、魔法の相対配向角にねじれたグラフェン二重層で強い相関物理を実現できると予測し、 ^{[8] [9]}ツイストロニクス分野の先駆けとなった。^[10] マサチューセッツ工科大学の実験家パブロ・ジャリロ・ヘレロは、魔法の角度がUTオースティンの科学者が予測した異常な電気的特性をもたらすことを発見した。^{[11]十分に低い温度で1.1度回転すると、電子は1つの層から別の層に移動し、格子と}超伝導現象を作り出す。魔法の角度により、電流は妨げられることなく通過でき、明らかにエネルギー損失がない。この発見は、より効率的な電力伝送や量子アプリケーション用の新素材につながる可能性がある。^[12]

彼の最近の研究は、モアレ超格子における新しい物理学の予測と、魔法角二層グラフェンおよび遷移金属二カルコゲニドのモアレ超格子システムの完全な理解の達成に焦点を当てています。

マクドナルドは、 1987年にカナダ物理学会のハーツバーグ賞^[2]、2007年にジェームズ・P・アイゼンシュタイン、スティーブン・ガービンとともにアメリカ物理学会のオリバー・E・バックリー賞^[6]、2012年にチェコ科学アカデミーのエルンスト・マッハ名誉賞^[13]、2020年にビストリツァー、ジャリロ・ヘレロとともにウルフ物理学賞^{[3]を受賞した。 [7]}彼は2005年にアメリカ芸術科学アカデミー^[4]、2010年に米国科学アカデミーの  会員に選出された。 ^[5]彼はクラリベイトから2024年の引用栄誉賞に選ばれた。^[14]

マクドナルドは、デビッド・ロイ（ジャック）・マクドナルドとエリザベス・ジーン（ベティ）・シアーズの8人兄弟の2番目です。彼は1950年代から1960年代にかけて、当時18世紀と19世紀のスコットランド人とアイルランド人の移民が中心だった人口5000人の町、ノバスコシア州アンティゴニッシュで育ちました。彼の同名の祖父はノバスコシア州ニューウォーターフォードの炭鉱労働者で、母親は地元の著名な実業家の娘で、コロンビア大学を卒業しており、子供たちには「遠くの」世界を恐れないようにしたいと考えていました。マクドナルドは1974年にノバスコシア州アンティゴニッシュ郡ジムタウンでスーザン・ウェイリングと結婚しました。2人の間には、エリン（1977年生まれ）とブレンダン（1978年生まれ）の2人の子供と、オースティンとサンフランシスコに住む4人の孫がいます。アランとスーザンは、セントジョージ湾を見下ろすジムタウンに季節の別荘を構えています。そこは、若い頃から老年期まで、彼らの夏の日々を過ごした場所なのです。

• Girvin, SM; MacDonald, Allan H; Platzman, PM (1986 年 2 月 15 日)。「分数量子ホール効果における集団励起の磁気ロトン理論」。Physical Review B. 33 ( 4): 2481–2494. doi :10.1103/PhysRevB.33.2481. PMID  9938586。
• Moon, K; Mori, H; Yang, Kun; Girvin, SM; MacDonald, AH; Zheng, L; Yoshioka, D; Zhang, Shou-Cheng (1995 年 2 月 15 日)。「二重層量子ホールシステムにおける自発的層間コヒーレンス: 荷電渦と Kosterlitz-Thouless 相転移」。Physical Review B . 51 (8): 5138. doi :10.1103/PhysRevB.51.5138. PMID  9979391。
• Jungwirth, T; Niu, Q; MacDonald, Allan H (2002 年 5 月 6日)。 「強磁性半導体における異常ホール効果」。Physical Review Letters。88 (20): 207208。doi :10.1103/PhysRevLett.88.207208。PMID 12005602  。
• Yao, Yugui; Kleinman, Leonard; MacDonald, AH; Sinova, Jairo; Jungwirth, T; Wang, Ding-sheng; Wang, Enge; Niu, Qian (2004 年 1 月 22 日)。「強磁性体心立方鉄における異常ホール伝導率の第一原理計算」。Physical Review Letters。92 ( 3 ): 037204。doi :10.1103/PhysRevLett.92.037204。PMID 14753904  。
• Eisenstein, JP; MacDonald, Allan H (2004 年 12 月 9 日)。「二重電子系における励起子のボーズ・アインシュタイン凝縮」。Nature . 432 ( 7018): 691–694. doi :10.1038/nature03081. PMID  15592403。
• 野村 健太郎; マクドナルド アラン H. (2006 年 6 月 28 日)。「グラフェンの量子ホール強磁性」。Physical Review Letters。96 ( 25 ): 256602。doi :10.1103/PhysRevLett.96.256602。PMID 16907331  。
• Bistritzer, Rafi; MacDonald, Allan H (2011 年 7 月 5日)。「ねじれ二層グラフェンのモアレバンド」。米国科学アカデミー紀要。108 (30): 12233–12237。doi : 10.1073 /pnas.1108174108。PMID 3145708  。
• Khanikaev, Alexander B; Mousavi, S Hossein; Tse, Wang-Kong; Kargarian, Mehdi; MacDonald, Allan H; Shvets, Gennady (2012 年 12 月 16 日)。「フォトニック トポロジカル絶縁体」。Nature Materials。12 ( 3 ) : 233–239。doi :10.1038/nmat3520。PMID 23241532  。
• Chen, Hua; Niu, Qian; MacDonald, Allan H (2014 年 1 月10日)。 「非共線反強磁性から生じる異常ホール効果」。Physical Review Letters。112 (1): 017205。doi :10.1103/PhysRevLett.112.017205。PMID 24483927  。
• ジー・ヘンシン。趙、信。喬振華。ユング、ジェイル。朱、燕呉。ルー、ヤリン。張、李李。マクドナルド、アラン H.ロドニー・S・ルオフ（2014年2月21日）。 「カーボン系電気二重層キャパシタの静電容量」ネイチャーコミュニケーションズ。5 (1): 3317.土井:10.1038/ncomms4317. PMID  24557361。