東京大学

冬季成層圏の「深い循環」の3次元構造を解明 1702地球物理及び地球化学

冬季成層圏の「深い循環」の3次元構造を解明

3次元ラグランジュ流の理論式を導出し、冬季成層圏の赤道域から極域に向かう「深い循環」が東シベリアで強く、北アメリカでは逆向きとなる特徴的な構造を持つことが解明された。成層圏・中間圏の物質循環の3次元構造を記述する理論構築を行った。オゾンは赤道上部成層圏で生成され成層圏の大気循環に乗って世界中に運ばれる。その流れのルートを見出す理論ツールを開発したことになる。
火星コア中で液体金属が分離する 〜火星磁場の消失と海の蒸発の原因解明へ〜 1702地球物理及び地球化学

火星コア中で液体金属が分離する 〜火星磁場の消失と海の蒸発の原因解明へ〜

超高圧高温発生技術と、大型放射光施設SPring-8の放射光X線を用いた実験の組み合わせにより、火星や地球コアに相当する高圧高温の条件下で、硫黄と水素を含んだ鉄合金の融解実験に成功しました。火星コア中で鉄-硫黄-水素合金は、硫黄に富む液体と水素に富む液体の2つに(水と油のように)分離することが明らかになりました。
地球温暖化で赤い雪が広がる?~微生物が引き起こす赤雪現象を、地球まるごとシミュレーション~ 1900環境一般

地球温暖化で赤い雪が広がる?~微生物が引き起こす赤雪現象を、地球まるごとシミュレーション~

低温で育つ藻類が繁殖して雪の表面が赤くなる「赤雪」が各地で起きており、積雪や氷河の融解を加速させると問題視されている。世界各地の赤雪の発生を予測する数値シミュレーションに世界で初めて成功した。赤雪の発生は、主に降雪頻度と融雪期間に依存することが分かった。また、地球温暖化によって赤雪の発生時期が早まり、発生地域が広がる可能性が示唆された。
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電子の強いスピン軌道相互作用がもたらす量子干渉によりフラットバンドが実現 1701物理及び化学

電子の強いスピン軌道相互作用がもたらす量子干渉によりフラットバンドが実現

遷移金属酸化物CsW2O6の理論モデルで、タングステン原子由来の強いスピン軌道相互作用によって、フラットなエネルギーバンドが現れることを発見した。電子がスピン軌道相互作用によってスピンの向きを回転させながら伝搬して量子干渉を起こすという新しいフラットバンドの発現機構を、数学的に厳密に明らかにした。
ナノ結晶を電子の通り道とする酸化シリコン保護膜を実現~次世代シリコン系太陽電池の開発に期待~ 0405電気設備

ナノ結晶を電子の通り道とする酸化シリコン保護膜を実現~次世代シリコン系太陽電池の開発に期待~

シリコンナノ結晶により導電性を向上させた酸化シリコン保護膜を新たに開発しました。シリコン系太陽電池の長期信頼性向上や、異種材料を積層した高性能な次世代シリコン系太陽電池の開発などの貢献に期待できます。
スパースモデリングに基づく磁区パターンの位相回復アルゴリズムを開発~シングルショット計測での活躍が期待~ 1700応用理学一般

スパースモデリングに基づく磁区パターンの位相回復アルゴリズムを開発~シングルショット計測での活躍が期待~

磁区構造に含まれるミクロな磁石の多くは隣り合った磁石と同じ強さで同じ方向を向いている、という性質をスパースモデリングによって取り入れた位相回復アルゴリズムを開発し、本手法がノイズや欠損を含むデータの解析に有効であることを明らかにしました。
磁性絶縁体内部で現れるマヨラナ粒子の性質を解明 ~磁場の方向によって粒子数を制御可能~ 1701物理及び化学

磁性絶縁体内部で現れるマヨラナ粒子の性質を解明 ~磁場の方向によって粒子数を制御可能~

蜂の巣格子を持つ磁性絶縁体a-RuCl3 (塩化ルテニウム)の試料端(エッジ)においてマヨラナ粒子が存在することは報告されていましたが、試料内部(バルク)の状態は不明でした。磁場中比熱の精密測定により、試料内部でマヨラナ粒子が存在し、その現れやすさが蜂の巣格子面内での磁場方向に強く依存することが明らかとなりました。試料内部のマヨラナ粒子が、環境ノイズに強いトポロジカル量子コンピューターを可能にする「非可換エニオン」の元となる、というキタエフ模型の理論の基礎特性を裏付ける結果であり、非可換エニオンの理解が進展することが期待されます。
人工次元フォトニクスの実証 ~ 新しい光物理のオンチップ搭載 ~ 1700応用理学一般

人工次元フォトニクスの実証 ~ 新しい光物理のオンチップ搭載 ~

シリコンフォトニクス技術を用いて、トポロジカルフォトニクスに関連する光学現象の一つ「周波数人工次元」の観測に初めて成功した。
弱い磁場で生成・制御可能な磁気渦を “トポロジカル原子層サンドイッチ構造”で発見 0403電子応用

弱い磁場で生成・制御可能な磁気渦を “トポロジカル原子層サンドイッチ構造”で発見

スピンを持つマンガン原子が規則的に密に並んだ単一原子層を含むトポロジカル強磁性体Mn(Bi,Sb)2Te4を使って、トポロジカル絶縁体(Bi,Sb)2Te3原子層の上下を挟んだ“原子層サンドイッチ構造”を作製し、その電気伝導を測定しました。これまでの1/10程度の弱い磁場でトポロジカルホール効果観測され、ミクロな磁気渦(スキルミオン)が形成されていることを発見しました。
二次元ディラック電子の量子異常を実証~トポロジカル絶縁体表面での半整数量子ホール効果を観測~ 1701物理及び化学

二次元ディラック電子の量子異常を実証~トポロジカル絶縁体表面での半整数量子ホール効果を観測~

トポロジカル絶縁体と磁性トポロジカル絶縁体の積層薄膜において、半整数(1/2)に量子化されたホール伝導度を観測しました。トポロジカル絶縁体表面に存在する単一の二次元ディラック電子に関する量子異常を反映したもので、今後、単一ディラック電子を利用したさらなる基礎物理研究の展開が期待できます。
1024個の堅牢な分子センサーを1チップに集積化 0505化学装置及び設備

1024個の堅牢な分子センサーを1チップに集積化

1024個の堅牢な金属酸化物ナノ薄膜分子センサーを1チップに集積化したセンサーアレイを開発し、揮発性分子の空間濃度分布の可視化に成功した。導電性金属酸化物電極を持つ横型ナノ薄膜チャネル構造とアナログフロントエンド回路技術により、長期間安定かつ高密度集積が可能なセンサーアレイ・システムを実現した。
自動運転用3次元アノテーションツール「Automan」を開発 〜オープンソースとして無償提供開始〜 0108交通物流機械及び建設機械

自動運転用3次元アノテーションツール「Automan」を開発 〜オープンソースとして無償提供開始〜

自動運転AIの開発に不可欠な教師データ作成のための3次元アノテーションツール「Automan」を開発しオープンソースとして公開しましました。「Automan」は3次元アノテーションを自動運転システム全体のContinuous Integration / Continuous Delivery (CI/CD)に組み込むことができるインターフェースを持ち、ウェブブラウザ等のアプリケーションを用いて誰でも無償で利用することが可能です。
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