1700応用理学一般

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室温で世界最高のヒドリドイオン(H−/水素陰イオン)伝導度を実現

水素陰イオンである高濃度のヒドリドイオン(H−)を含む、xの値を0.25未満に抑えた酸水素化ランタン(LaH3−2xOx)を創出し、室温で世界最高のイオン伝導度を達成した。
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極低温で光ピンセットを実現 ~非常に低い温度下でも微粒子を遠隔操作可能な技術~

超流動ヘリウムという特異かつ非常に低い温度環境中で、光ピンセット技術により微粒子の捕捉を実現した。これまで光ピンセット技術は、常温付近でしか行われてこなかったが、複数の実験技術を統合することで、世界で初めて1.4ケルビンという非常に低い温度下で、光ピンセット技術が適用可能であることを実証した。光を用いて超流動ヘリウム中の量子化された渦(量子渦)を操作する応用研究も期待される。
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デュアルコム分光を用いた平板光学材料の超高精度な屈折率・厚さ計測手法を開発

光の位相変化量を正確に直接計測できるデュアルコム分光法を用いて、平板シリコン材料の厚さと屈折率を、非接触で、多波長に対して高精度に同時計測する手法を開発しました。材料の屈折率を、平板形状のまま、究極的な精度で計測できる画期的なものです。
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ヒドリド超イオン導電体の発見~H–超イオン導電性を示す固体電解質材料を初めて創出~

電荷担体となるH–と酸化物イオン(O2–)が共存する酸水素化物を対象にした物質探索をおこない、新規H–イオン導電体BLHOを開発することに成功しました。酸水素化物の合成に、常圧下での一般的な固相反応で酸水素化物を合成したことで、多量の空孔を含む常圧安定組成の存在を見いだせたことがH–超イオン導電相の発見の鍵となりました。
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「富岳」を用いた1万超の原子を含むナノ物質の超高速光応答シミュレーションに成功

先端のレーザー技術を用いた光科学の研究では、極めて強く短いパルス光を物質に照射することにより、多くの新奇な現象が発見されています。これらの現象を理解するためには、光を照射した物質の内部で起こる、電子やイオンのミクロな運動を解明することが必要です。本研究では、スーパーコンピューター「富岳」を用い、1万を超える原子を含むナノ物質の光応答の第一原理計算に、世界で初めて成功しました。
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電子のスピンを駆動力とするナノモーターを提案

電子の自転運動「スピン」を駆動力とするナノモーターを提案し、その駆動メカニズムに関する量子論を構築しました。微小機械の回転駆動に関する新技術へつながることが期待されます。
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スピントロニクスの大幅な省電力化につながる新原理を発見~「電気的な磁気制御」を可能にする物質開発に新たなアプローチ~

磁性体の磁気が、電気抵抗に影響されず電圧によって省電力で制御されるメカニズムを、電子の持つ数学的構造「トポロジー」に基づき新たに見出しました。一部の物質では、電圧をかけた際、電子が電圧と同じ方向ではなく、電圧に対して垂直方向に動く(速度を得る)性質「異常速度」があり、このような異常速度を持つ電子が、電子のスピンを介して磁気を制御する、新たなメカニズムを発見しました。異常速度による電流はエネルギー損失を起こさないため、省電力で磁気を制御できることを提案しました。
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硬くて柔らかいナノ多孔性材料が実現する室温核偏極

硬さ(結晶性)と柔らかさ(構造変化)を併せ持つユニークなナノ多孔性材料に着目し、これに取り込んだ分子を用いることで、化学分野や医療現場で活躍している核磁気共鳴(NMR)分光法や磁気共鳴画像法(MRI)の感度を室温で数十倍にも向上できる技術を見いだしました。
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高品質酸化亜鉛を用いて本質的な「電子の相図」を解明

高品質な酸化物半導体である酸化亜鉛の電子密度を極限まで減らすことで、強い電気的な反発の影響が顕著に表れる電子の本質的な相図を見出すことに成功しました。これまで電子相図の研究には化合物半導体であるヒ化ガリウムが用いられてきましたが、高品質酸化亜鉛を用いてより希薄な電子を作ることに成功し、初めて電子の相図の観測に至りました。
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巨大な磁場応答を示す三角格子磁性半導体~三拍子揃った稀有な磁性材料の発見~

磁性を担う元素が三角格子をなす新しい磁性半導体を開発し、磁気秩序温度よりもはるかに高温から巨大な異常ホール効果を発現させることに成功した。
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