1700応用理学一般

トポロジカルスピン結晶を構成するスピンの波の重ね合わせにおける位相に着目し、その役割を理論的に調べることで、磁気スキルミオン結晶とは異なる幾何学的なスピンテクスチャーを持つ新しいタイプの磁気渦結晶を見いだしました。さらに、磁性金属の理論モデルに対して大規模数値シミュレーションを行うことで、得られた磁気渦結晶と磁気スキルミオン結晶をスイッチする微視的な機構を明らかにしました。

乾燥ワカメや紙おむつの吸水剤のように「水に浸したゲルが吸水して膨らむ速度」の温度による変化を決める物理法則を世界で初めて明らかにしました。ゲルの膨らむ速度の温度変化は、最近発見された「負のエネルギー弾性」とブラウン運動におけるアインシュタインの関係式を組み合わせた新しい法則で決まることが分かりました。

近年のレーザー技術の発展により実現可能となった、数十ナノケルビンまで冷却された原子集団は、量子状態を高精度に制御できる系として注目されています。この冷却原子を用いて、量子輸送を研究する可能性が近年大変注目され、アトム（原子）とエレクトロニクス（電子工学）を合わせてアトムトロニクスと呼ばれ、盛んに研究されています。研究グループは、冷却原子を用いた新奇な量子輸送系を確立しました。

電子型強誘電体である有機分子性固体において、分子間の電子の運動と連動する分子内振動モードを中赤外パルス光によって強く励起することにより、イオン性の強誘電状態を中性の常誘電状態に転換させることに成功した。

旋光性複屈折と呼ばれる新奇な偏光（光の振動面）のねじれ現象の実現に成功しました。旋光性複屈折が、あたかも物質が回転しているように見なせる奇妙な旋光性であることを明らかにしました。「自然旋光性」と「旋光性複屈折」という二つの旋光性を電圧と磁場で制御することで、偏光を自在に制御できることを実証しました。

目に見えない近赤外光を、有機半導体薄膜の界面で、高効率に可視光に変換する新技術を発明した。従来用いられてきたレアメタルや有害元素などを必要とせず、さらに従来に比べ約100倍高い変換効率を実現した。

トポロジカル反強磁性体Ｍｎ３Ｓｎ（Ｍｎ：マンガン、Ｓｎ：スズ）単結晶薄体の表面に蓄積する面直スピン（面直スピン蓄積）を用いて、有効磁場（フィールドライクトルク：ＦＬトルク）を発現させることに成功しました。

地球上に豊富に存在する鉄（Ｆｅ）とシリコン（Ｓｉ）から成る化合物ＦｅＳｉにおいて強いスピン軌道相互作用を示す表面状態が現れることを発見し、その表面状態を用いてスピントロニクス機能を実現しました。ＦｅＳｉの表面状態の特徴が結晶内部の電子状態のトポロジーに由来していて、現代の電気分極理論で用いられる幾何学的位相の概念に関連していることを解明しました。

数値シミュレーションを用いて、ガラス状態を安定化するための新たな方法を発見した。

磁性体の中に存在する「スキルミオンひも（電子スピンが作る竜巻構造）」の３次元形状を可視化することに、世界で初めて成功しました。ＣＴスキャンの原理を応用することで、その３次元形状の直接観測に成功しました。

表面プラズモンポラリトンという光で励起される電子の集団振動を利用して、半導体横型量子ドットへの光子の照射をより効率的に行うことが可能であることを世界で初めて明らかにしました。

首都圏に設置された地震計データから、新型コロナウイルス感染拡大に伴う経済・余暇活動の縮小を可視化した。地震計データを人間活動のモニタリングに応用できることを示すものである。