カンナン・M・クリシュナン

カンナン・M・クリシュナンはインド系アメリカ人の学者、作家、起業家です。彼はワシントン大学シアトル校（UW）の材料科学および工学の教授、物理学の非常勤教授であり、^[1]南アジアセンターの准教授でもあります。^[2]

クリシュナンはバイオメディカルナノマグネティクス^[3]の分野、特に医療におけるテーラーメイド磁性生体材料の応用、特にイメージングと治療、ならびにそれらの商業化と臨床応用に貢献してきました。彼はまた、半導体磁気デバイス統合のための特許取得済みの材料アーキテクチャを開発した最初の人物でもあります。彼はまた、強磁性と絶縁体の両方の性質を持つ新しいクラスの材料である希薄磁性誘電体^[4]を特定し、そのような材料の強磁性は欠陥によって媒介されることを示しました。^[5]彼はまた、よく知られた教師でもあり、^[6] Oxford University Pressから出版された2冊の教科書、Fundamentals and Applications of Magnetic Materials (2016)、^[7]およびPrinciples of Materials Characterization and Metrology (2021)を執筆しています。^[8]

クリシュナンは、学問、研究、教育、指導において、複数の分野で知られています。^[9]受賞歴には、TMS Weertman Educator Award (2024)、Alexander von Humboldt Forschungspreis (2016)、TMS Distinguished Engineer/Scientist (2015)、IEEE Fink Prize (2012)、IEEE Magnetics Society Distinguished Lecturer (2009)、^[10] フルブライト専門家(2010)、グッゲンハイム(2004) およびロックフェラー(2008) フェローシップ、バートンメダル (MSA、1992)、^[11]および工学部優秀教育者 (UW、2004) などがあります。

クリシュナンはワシントン州科学アカデミーの選出会員であり、アメリカ科学振興協会、アメリカ物理学会、^{[12] 、ロンドン}物理学会、電気電子学会のフェローである。彼は、Journal of Magnetism & Magnetic Materials、Journal of Materials Science、^[13] Acta Materialia、Journal of Physics D: Applied Physics、IEEE Magnetics Letters、Medical Physicsの編集委員を務めた。2010年に、彼は2人の大学院生とともに、さまざまな生物医学用途向けにカスタマイズされた磁性キャリアを開発するための会社、LodeSpin Labsを設立した。^[14]

クリシュナンはインド工科大学カンプール校で学び、 1978年に機械工学の工学士号を取得しました。 ^{[15]その後、1980年に}ニューヨーク州立大学ストーニーブルック校で材料科学と工学の理学修士号を取得し、 1984年にカリフォルニア大学バークレー校で材料科学と工学の博士号を取得しました。同大学では物理学と数学も副専攻しました。^[16]

クリシュナンは1984年に博士号を取得後、ローレンス・バークレー国立研究所^[17]やカリフォルニア大学バークレー校^[18]で様々な研究職や教育職を歴任し、2001年にワシントン大学に着任し、材料科学および工学のキャンベル教授および物理学の非常勤教授を務めた。また、日立中央研究所（日本）、東北大学、ハンブルク・エッペンドルフ大学、サンパウロ大学、西オーストラリア大学、アレクサンドリア大学（エジプト）、インド科学研究所など、複数の機関で客員教授を務めた。^[2]

学術研究に加えて、クリシュナンは2010年から2020年にかけて、多様な生物医学用途向けにカスタマイズされた磁性ナノ粒子を開発するスタートアップ企業であるLodeSpin Labsを設立しました。^[14]彼は研究で5つの特許を保有しています。^{[19] [20] [21]}

クリシュナンの学術研究は3つの分野にまたがっている。1つ目は凝縮物質物理学と材料科学・工学で、ナノスケールの磁気現象と輸送現象に焦点を当て、それらの相互結合を含め、縮小次元で、新しい情報（ストレージ、処理、ロジック）とエネルギー技術の文脈で材料とデバイスの新しいパラダイムを開発することである。2つ目は、磁気、材料、医学の交差点におけるバイオエンジニアリングで、診断、画像化、治療に重点を置き、トランスレーショナルリサーチと商業化活動を行っている。3つ目は、材料特性評価と計測学で、電子、光子、走査プローブを使用して構造と特性の相関関係を研究している。^[22]

クリシュナンの最初の著書『磁性材料の基礎と応用』（2016 年）は、磁性、磁性材料、および関連する応用に関する学際的な教科書です。教育的なスタイルで書かれており、各章は、磁性の物理学から、材料の磁気現象、サイズと寸法効果、そして応用へと進んでいきます。本の後半では、情報技術、磁気電子工学、および最近の磁性の発展を通じたバイオメディカルの将来について、学際的な議論が展開されます。また、本書には、微粒子の化学合成や超薄膜の物理的堆積に関する関連詳細も含まれています。さらに、本書では、特性評価方法の詳細と、特性表を含む代表的な材料ファミリーの概要が紹介されています。本書全体を通じて、CGS 相当単位（SI 単位）が使用されています。この本は次のようなレビューを受けています。「研究の幅広さと深さは印象的で、多数のわかりやすい図解があり、2016年までの研究文献への広範な参照があります...現実世界のアプリケーションを必要とする上級クラスの教師や、より広い文脈を探している初期段階の研究者にとって、これは豊富な情報源です。磁性材料技術の最新のガイドとして優れています。」^[7]「同様のトピックに関する他の本もありますが、磁気ストレージからスピントロニクス、バイオ関連のアプリケーションに至るまで、アプリケーションを幅広く徹底的にカバーしている点で、この本は最も包括的です...この本は広範囲にカバーしているにもかかわらず、ほとんどのトピックが詳細に議論されています...上級の学部生や大学院生、およびこの分野の研究者にとって優れた本です。」^[23]

クリシュナンの2冊目の著書『材料特性評価と計測の原理』（2021年）は、特性評価によって材料の基本的な特性を微視的に理解し（科学）、マクロ的な挙動を予測できる（工学）という前提に基づいています。この本では、電子、光子、中性子、走査プローブを使用したさまざまな特性評価技術の物理的原理と実用的応用について論じています。Contemporary Physics誌のレビューでは、「これは材料の構造特性評価のコースに最適な教科書です。また、新しい技術とその応用について最新情報を入手したい経験豊富な材料科学者の本棚に置くこともできます」と評されています。^[8]

クリシュナンは、磁気特性を調節するためにサイズと形状を制御したコロイド状コロイドナノ粒子（NP）の合成法を開拓し^[24]、この手法を発展させて、成長中に酸化を制御することで、ほぼ理想的な磁化を持つ相純粋なマグネタイト NP を合成しました。彼は、生体内での鉄酸化物 NP の交流磁気応答を任意の適用周波数で最適化する問題を解決しました。モンテカルロ シミュレーションを使用して、最適なコア サイズが超常磁性転移のしきい値になるように決定し、必要な NP を合成し、明確に定義された分子サイズの親水性コーティングでそれらの生体適合性と粒子間相互作用を制御しました。この手法により、彼はナノ磁性トレーサーの開発を開拓し、生体内でサブ mm の解像度とナノグラムの感度を磁性粒子イメージング（MPI）で実現しました。MPI は、高コントラスト（組織背景なし）とナノグラムの感度を備えた新しいトレーサーベースの全身イメージング技術です。^[14]

クリシュナンのこの分野における研究は、ナノインプリントリソグラフィー^[25]とイオンビームパターニング^[26]技術による調整可能なメソスケール磁気構造の開発につながった。^[25]ユニークな3次元形状の要素を製造することに加えて^[27] 、これらのパターン化された要素は、ナノスケールでの磁気挙動に関する基本的な洞察と、磁気量子セルオートマトン^[28]の新しいアーキテクチャを設計する機会を提供した。これは、電流なしで磁気論理ゲートとコンピューティングを作成するための新しいアプローチであり^{[29] 、人工スピンアイス、およびスピンオービトロニクスの新しい分野である。 [30]}彼の研究はまた、半導体磁気デバイス統合のための特許取得済みの材料アーキテクチャ^[31]の最初の開発を含む、重要な新しい材料と構造につながった。 ^[32]

クリシュナンは、遷移金属をドープしたワイドバンドギャップ半導体酸化物の強磁性を合成し、研究した。^{[33] [5]}彼は、強磁性と絶縁性の両方を兼ね備えた希薄磁性誘電体^[34]という新しい物質群を特定し、そのような物質の強磁性は欠陥によって媒介されることを示した。彼はまた、巨大磁気抵抗酸化物の輸送メカニズムの理解にも貢献した。^[35]

クリシュナンは、特に電子プローブと光子プローブを使用して、さまざまな材料の特性評価方法論を開発した。^[36]キャリアの早い段階で、カリフォルニア大学バークレー校での博士論文のために、高速電子の非弾性散乱の理論と実験測定を組み合わせた、後にALCHEMIとして知られる技術を開発し、^[37]、幅広い結晶性材料中の元素の特定サイト占有を決定するためにこの技術を適用できることを実証した。^{[11]彼はまた、電子（ホログラフィー[38] [39]}と電子エネルギー損失分光法^[40] ）、光子（シンクロトロン放射）、および走査プロ​​ーブを使用したこの目的のための高度な特性評価ツールの使用を含む、多数のイメージング、分光法、および散乱法を開発および適用した。この分野における彼の貢献には、高温超伝導体超薄膜のブロックごとの成長に関する最初の直接的な証拠^[41]や、元素特異的エネルギーフィルタリングイメージングを用いた原子スケールでの磁性超格子の界面粗さのスケーリングの研究などがある^{[42] 。}

• 1992年 – イーライ・フランクリン・バートン賞、アメリカ顕微鏡学会^[11]
• 2004年 – ワシントン大学工学部優秀教育者賞^[43]
• 2004年 – グッゲンハイムフェローシップ、ジョン・サイモン・グッゲンハイム記念財団^[34]
• 2006年 – 西オーストラリア大学教授賞
• 2008年 – ロックフェラー・ベラージオ・レジデンシー・フェローシップ、ロックフェラー財団^[44]
• 2009年 – IEEE磁気学会優秀講師賞^[10]
• 2010年 – フルブライト専門家賞、アレクサンドリア大学、エジプト
• 2012 – ドナルド・G・フィンク賞、IEEE
• 2015年 – FMD優秀科学者/エンジニア賞、鉱物・金属・材料協会（TMS）^[45]
• 2015年 –グラスゴー大学SUPA客員教授
• 2015年 – ワシントン州科学アカデミー会員に選出
• 2016年 – アレクサンダー・フォン・フンボルトキャリア研究賞、アレクサンダー・フォン・フンボルト財団^[46]
• 2016年 – ブラーム・プラカシュ インド科学研究所客員教授、インド・バンガロール^[47]
• 2024年 – ジュリア・アンド・ハンス・ウェールトマン教育者賞、鉱物・金属・材料協会（TMS）^[48]

• 磁性材料の基礎と応用（2016年）、オックスフォード大学出版局、ISBN  978-0198862048
• 材料特性評価と計測の原理（2021年）、オックスフォード大学出版局、ISBN 978-0198830269 

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• カンナン・M・クリシュナン: 絵画、彫刻、版画、写真