東北大学 研究シーズ|
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研究キーワード：東北大学における「パルス」 に関係する研究一覧：15件
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発表日：2026年5月13日
1
閃光で一瞬！スピンデバイスを作る
―ミリ秒光パルス照射で、磁気メモリ・センサの熱処理を約1.7秒で完了―
大阪大学産業科学研究所の今井亜希子助教、千葉大地教授（兼 東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター センター長）らの研究グループは、荒木徹平准教授、関谷毅教授、同大学 超高圧電子顕微鏡センターの山﨑順教授らと共同で、フラッシュランプアニール（閃光熱処理）※3と呼ばれるミリ秒スケールの光パルスを用いた熱処理手法により、磁気メモリや磁気センサに用いられる代表的なスピントロニクスデバイスである磁気トンネル接合（MTJ）を、約1.7秒で実用的な性能に到達させることに成功しました（図1）。フラッシュランプアニールは半導体分野などで知られる技術ですが、本研究...
キーワード：最適化/キセノン/パルス/高エネルギー/非平衡/超高圧/放射光/アニール/ナノマテリアル/MRAM/スピンデバイス/フレキシブル/メモリ/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/電気抵抗/スピン/スピントロニクス/トンネル/結晶化/電子顕微鏡/熱処理/半導体
他の関係分野：情報学数物系科学化学工学
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発表日：2026年3月10日
2
膨張と収縮を繰り返す磁気ドメイン状態を発見
―磁界周波数コンバータや磁気周波数逓倍器など新しい磁気デバイス応用を発想―
迷路のような磁気ドメインをもつ磁性材料に、強い磁場パルスを加えると、磁性材料全体の磁化が振動する現象が観測されていましたが、そのメカニズムが分かっていませんでした。東北大学、豊橋技術科学大学、信越化学工業株式会社、トルコ・コチ大学による国際共同研究グループは、大規模3次元マイクロ磁気シミュレーションによって、迷路のような磁気ドメインをもつ磁性材料の磁場パルスに対する動的応答を計算しました。この結果、磁気ドメインが膨張と収縮を繰り返していることが分かりました。さらに、その繰り返し周波数は、入力した磁気パルスの強...
キーワード：電気通信/パルス/パルス磁場/磁場/数値計算/磁性体/ガーネット/電子回路/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/シミュレーション/マイクロ/周波数
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学
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発表日：2026年3月2日
3
次世代「ナトリウムイオン電池」の充電メカニズムを世界で初めて直接観測！
-- 中性子散乱を用いたマルチスケール観測で、ハードカーボンの謎を特定 --
東北大学金属材料研究所 梅本 好日古 博士研究員（現 オークリッジ国立研究所 博士研究員）、総合科学研究機構（CROSS）中性子科学センター研究開発部 大石 一城 次長、河村 幸彦 技師、東京理科大学理学部第一部応用化学科 五十嵐 大輔 プロジェクト研究員、中本 康介 助教、駒場 慎一 教授、横浜国立大学大学院工学研究院 多々良 涼一 准教授、東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院化学生命科学研究所LIN Che-an研究員、館山 佳尚 教授、日本原子力研究開発機構J-PARCセンター 廣井 孝介 研究副主幹、高田 慎一 研究副主幹、及び京都大学複合原子力科学研究所 南部 雄亮...
キーワード：陽子ビーム/パルス/高エネルギー/中性子散乱/物質科学/陽子/J-PARC/パルス中性子/ミュオン/加速器/素粒子/中性子/検出器/素粒子物理/持続可能/持続可能な開発/電池/カーボン/ナノサイズ/マイクロ/マルチスケール/リチウム/金属材料/原子力/黒鉛/炭素材料/ナトリウム
他の関係分野：複合領域数物系科学工学
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発表日：2026年2月16日
4
タンパク質の動きを捉える新しい試料導入システムを開発
－テープ搬送による試料導入で試料消費量を低減－
理化学研究所（理研）放射光科学研究センタービームライン開発チームの姜正敏研究員、同SACLAビームライン基盤グループの矢橋牧名グループディレクター、高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室の登野健介チームリーダー、東北大学多元物質科学研究所の南後恵理子教授、京都大学大学院医学研究科の岩田想教授らの国際共同研究グループは、X線自由電子レーザー（XFEL）施設「SACLA注1」において、タンパク質の動きを捉える連続フェムト秒結晶構造解析（SFX）注2のための試料を導入する新たなシステムを開発しました。本研究成果により、わずかな量の試料で...
キーワード：X線自由電子レーザー/パルス/自由電子レーザー/物質科学/SPring-8/加速器/放射光/結晶構造解析/微小液滴/光励起/持続可能/光照射/持続可能な開発/ナノメートル/フェムト秒/レーザー/結晶構造/構造変化/動的構造
他の関係分野：数物系科学生物学総合理工工学農学
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発表日：2025年12月20日
5
働く酵素の姿をミリ秒で捉える
―SACLAが拓く新しい時分割タンパク質構造決定法の可能性―
大阪医科薬科大学，大阪大学，東北大学，龍谷大学，大阪公立大学，量子科学技術研究開発機構，神戸大学，理化学研究所，高輝度光科学研究センター，京都大学，兵庫県立大学などから構成される研究グループは，X線自由電子レーザー（XFEL）※1施設「SACLA※2」を用いた連続フェムト秒結晶構造解析（SFX）※3により，銅含有アミン酸化酵素の触媒過程の可視化に成功しました。本研究では，SACLAが開発を主導した二液混合装置※4が提供されました。本装置を用いることにより，酵素と基質が反応を開始してから数十から数百ミリ秒経過後の，反応時間軸に沿った様々な中間体の構造を決定しました。得られた構造情報から，本酵素...
キーワード：X線自由電子レーザー/コヒーレンス/パルス/フェムト秒パルス/時間分解/自由電子レーザー/物質科学/SPring-8/加速器/放射光/タンパク質構造/結晶構造解析/原子分解能/アミン/持続可能/持続可能な開発/フェムト秒/マイクロ/レーザー/分解能/酸化酵素/結晶構造/構造決定/空間分解能/反応時間/構造変化/立体構造
他の関係分野：数物系科学化学生物学工学農学
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発表日：2025年10月29日
6
ポータブル装置による世界最強110テスラ磁場発生とX線実験に成功
電気通信大学大学院情報理工学研究科基盤理工学専攻の池田暁彦准教授と理化学研究所放射光科学研究センターの久保田雄也研究員らを中心とした共同研究グループは、110テスラという極限強磁場下でX線自由電子レーザー実験に成功しました。本研究では、固体酸素が異方的に1％もの巨大な磁歪を示すことを観測し、その成果が国際的な物理学の学術誌Physical Review Letters に掲載され、注目論文（Editors' Suggestion）に選ばれました。...
キーワード：電気通信/X線自由電子レーザー/パルス/パルス磁場/強磁場/自由電子レーザー/超強磁場/X線回折/地磁気/放射光/磁場/固体酸/持続可能/持続可能な開発/電子状態/レーザー/金属材料/極限環境/機能性/結晶構造/イミン
他の関係分野：情報学数物系科学工学総合生物農学
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発表日：2025年10月20日
7
電子スピンのトルクを2重にして磁壁移動を実現 次世代スピントロニクスメモリの省エネルギー・高速動作に道
磁石の中に形成される磁区を情報担体とするスピントロニクス素子は、次世代エレクトロニクスを担うテクノロジーとして期待されています。素子の動作には磁壁を電流で移動させる必要があり、小さな電流で高速に磁壁を移動させる材料や技術が切望されていました。東北大学大学院工学研究科の増田啓人大学院生（研究当時）、同大学金属材料研究所の山崎匠助教、高梨弘毅教授（研究当時、現：日本原子力研究開発機構）、関剛斎教授らは、2層のCoをIr中間層で反強磁性結合させてPt層で挟んだPt / Co / Ir / Co / Pt積層構造で、磁壁の移動について実験と計算の両面から調べま...
キーワード：電気通信/トラスト/パルス/対称性/反強磁性/反強磁性体/非対称性/磁場/磁気モーメント/磁性体/イリジウム/メモリ/強磁性/持続可能/省エネ/持続可能な開発/強磁性体/コバルト/スピン/スピントロニクス/トルク/金属材料/原子力/省エネルギー/積層構造/層構造
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学
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発表日：2025年9月16日
8
固体電解質の従来の２大焼結法で 特性に差異がでないことを確認
─電気自動車などに用いる全固体電池の早期実用化に道─
全固体電池は火災や発火の危険性が少なく、安全性や寿命などの点で優れていることから、次世代電池として大きな期待が寄せられています。全固体電池の重要な構成要素である固体電解質の作製手法としては、代表的な手法にHPとSPSがありますが、これまではSPSが特に優れていると考えられてきました。今回、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の程建鋒准教授らの研究チームは、固体電解質材料であるガーネット型酸化物Li7La3Zr2O12（LLZO）を対象に、HPとSPSを用いた焼結を直接比較しました。その...
キーワード：パルス/化学組成/材料科学/ナノサイエンス/全固体電池/ガーネット/持続可能/持続可能な開発/イオン伝導/固体電解質/電池/アルミニウム/金属材料/黒鉛/酸化物/自動車/電解質/電気自動車/SEM/結晶構造/寿命/ナノテクノロジー
他の関係分野：数物系科学工学農学
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発表日：2025年9月8日
9
電子の連携、量子物質の巨大分極を誘発
─高速エレクトロニクスを拓く新材料としての応用に期待─
強誘電体はメモリや光変調器などのエレクトロニクスに欠かせない材料です。昨今のデジタルトランスフォーメーション（DX）（注8）と呼ばれる情報の活用方法の変革は、電気素子のテラ（1兆）ヘルツ以上の超高速動作を至近の課題としています。ところが従来の強誘電体は、結晶内で重いイオンや分子を動かす必要があり、高速動作の妨げとなっていました。また、この機構にはエネルギー消費や結晶劣化を招くという問題もあります。東北大学大学院理学研究科の岩井伸一郎教授と伊藤弘毅助教（現在：関西学院大学理学部物理・宇宙学科教授）、東京科学大学理学院化...
キーワード：AI/人工知能（AI）/ビジネスモデル/テラヘルツ光/パルス/光誘起相転移/高温超伝導体/超伝導体/電荷秩序/電気分極/反強磁性/反強磁性体/誘電性/希土類元素/相転移/テラヘルツ/超伝導/トポロジカル/トポロジカル物質/強誘電性/磁性体/有機分子/パルスレーザー/テラヘルツ波/メモリ/強磁性/光エレクトロニクス/光変調/光変調器/高温超伝導/超短パルス/波長変換/分極反転/誘電体/エネルギー消費/持続可能/持続可能な開発/希土類/強磁性体/強誘電体/電気抵抗/レーザー/酸化物/周波数/電磁波/導電性/有機物/量子力学/超短パルスレーザー/結晶構造
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2025年7月8日
10
光子１個の微弱光で最適化問題を解ける計算機の新原理を提案
─量子デジタルハイブリッドコンピューティングにおける大きな進展に期待─
東北大学大学院情報科学研究科の熊谷政仁特任助教と小林広明教授らは、NTT Research, Inc.Physics & Informatics研究所米国カリフォルニア州サニーベール、所長 山本喜久)と共同で、量子光学的原理に基づいた新しいタイプの計算機「単一光子コヒーレントイジングマシン（CIM）」を提案し、その性能評価を行いました。本成果は、制約付き最適化問題(注１)に定式化される教師なし機械学習の代表的課題に対して、極めて微弱な光（平均1光子/パルス）で高い最適解探索能力を持つことを世界で初めて示したものです。...
キーワード：コンピューティング/FPGA/クラスタリング/機械学習/最適化/コヒーレント/パルス/量子もつれ/量子計測/量子光学/ノイズ/最適化問題/数値シミュレーション/単一光子/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/フィードバック/フィードバック制御/性能評価/組み合わせ最適化/組合せ最適化/量子力学
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年6月3日
11
燃料を使わずトラクターミリ波ビームでロケットに推進力を与える実証実験に成功
─地球と地球外惑星からのロケット打ち上げに期待─
ミリ波ビームをロケットに照射して無燃料で打ち上げる「マイクロ波ロケット」は、次世代の低コスト宇宙輸送システムとして注目されています。しかし、照射されたビームの射線上にプラズマが残留し、ビームを繰り返し照射した際に推力が低下するという課題がありました。東北大学大学院工学研究科の高橋聖幸准教授と山田峻大大学院生（研究当時）、筑波大学 数理物質系 / プラズマ研究センターの南龍太郎准教授と假家強教授、東京都立大学大学院システムデザイン研究科の嶋村耕平准教授らは、独自に開発した「トラクターミリ波ビーム推進機」の推力生...
キーワード：無線通信/ミリ波/システムデザイン/パルス/高エネルギー/衛星/観測装置/磁場/電波望遠鏡/望遠鏡/惑星/樹脂/レンズ/持続可能/持続可能な開発/フッ素/マイクロ/マイクロ波/レーザー/ロケット/宇宙工学/航空宇宙工学/実証実験/周波数/電磁波/エチレン
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学農学
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発表日：2025年5月21日
12
燃料不要ロケットの打ち上げ実証に成功
─ レーザーで推進エネルギーを継続的に供給 ─
地上からロケットにレーザーを照射して推進力を与える「レーザー推進」は、燃料を搭載せずに打ち上げ可能な新しい方式として注目されています。しかし、機体をレーザーの軸上に乗せ続けることが難しく、安定した飛行を実現するには課題がありました。東北大学大学院工学研究科の高橋聖幸准教授、速館佑弥大学院生（研究当時）、大阪公立大学大学院工学研究科の森浩一教授、東北大学流体科学研究所の早川晃弘准教授らは、独自に開発した「複数放物面レーザー推進機」の打ち上げ実験を行い、繰り返しパルスレーザーの照射により、機体全長約15 mmの約7倍の高度110 mmまで自由飛行させることに成功しました。さらに、安定飛...
キーワード：トラッキング/パルス/パルスレーザー/レーザー照射/持続可能/持続可能な開発/レーザー/ロケット/宇宙工学/航空宇宙工学
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年5月19日
13
＼「隠れた色素」の働きを解読／ クリプトクロム光受容タンパク質による光応答シグナル伝達の中間体構造を解明
台湾大学のManuel Maestre-Reyna助理教授、ドイツ・フィリップ大マールブルグのLars-Oliver Essen教授、大阪大学大学院基礎工学研究科の山元淳平准教授、台湾中央研究院・生物化學研究所の蔡明道特聘研究員らは、理化学研究所の別所義隆客員研究員、公益財団法人高輝度光科学研究センターの大和田成起主幹研究員、東北大学の南後恵理子教授、京都大学の岩田想教授、兵庫県立大学の當舎武彦教授、名古屋大学の梅名泰史准教授、およびグルノーブル・アルプ大学、欧州シンクロトロン放射光研究所の研究者らとの国際共同研究にて、緑藻類をはじめとした植物やハエの内に存在する青色光受容タンパク質であるク...
キーワード：X線自由電子レーザー/コヒーレンス/パルス/自由電子レーザー/非線形/物質科学/SPring-8/加速器/酸化還元状態/放射光/分子構造/芳香族/励起状態/アニオン/酸化還元酵素/X線結晶構造解析/結晶構造解析/光応答/光受容/光受容タンパク質/青色光/シンクロトロン放射/シンクロトロン放射光/パルスレーザー/クロム/原子分解能/光励起/非線形光学/持続可能/還元反応/持続可能な開発/フェムト秒/マイクロ/レーザー/酸化還元/電子ビーム/半導体/分解能/X線結晶構造/リン酸/結晶構造/立体化学/クリプトクロム/ビタミン/空間分解能/アデノシン/分子機構/光遺伝学/アミノ酸/ラジカル/構造変化/立体構造/ツール開発/遺伝学/概日リズム
他の関係分野：数物系科学化学生物学総合理工工学農学
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発表日：2025年3月27日
14
鎖が引力でつながった原子層薄膜の構造相変化を発見
―三次元、二次元材料を超える超微細高機能材料実現に道―
半導体の進化は、私たちの生活をますます発展させる可能性を大いに秘めています。情報の爆発的な増大に伴い、超微細な電子デバイスの実現が求められる中、次世代の材料として注目されているのが、一次元ファンデルワールス（1D-vdW）材料です。現在、次世代の微細半導体としてグラフェンに代表される二次元（2D）-vdW材料（注4）に関する研究が盛んに行われていますが、1D-vdW材料によってさらなる高機能化が待ち望まれています。東北大学大学院工学研究科の双逸助教（材料科学高等研究所：WPI-AIMRおよび高等研究機構新領域創成部兼...
キーワード：産学連携/グラファイト/パルス/絶縁体-金属転移/二次元材料/原子層/材料科学/ファンデルワールス力/メモリ/絶縁体/層状物質/電子デバイス/量子デバイス/持続可能/持続可能な開発/ニオブ/電気抵抗/グラフェン/構造制御/相変化/熱処理/半導体/機能材料/結晶構造/構造変化
他の関係分野：複合領域数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2025年2月27日
15
広帯域のテラヘルツ光で光のダイオ
ード効果を観測 次世代高速無線通信用デバイスの開発につながる機構を解明
磁性と誘電性が強く相関したマルチフェロイック物質では、電気磁気効果に起因する新奇な物性が報告されています。その一つが電流を一方向にだけ流して逆流を防ぐ半導体部品のダイオードに似た、光の「一方向透過性」です。この性質を持つ物質は、光の吸収がなく透明に見える状態から光の進行方向を180°反転すると光の吸収が起こり透明でなくなります。東北大学金属材料研究所の赤木暢助教、静岡大学理学部の松本正茂教授、大阪大学大学院理学研究科の鳴海康雄准教授と萩原政幸教授、神戸大学分子フォトサイエンス研究センターの大久保晋准教授と太田仁名誉教授（当時、教授）からなる共同研究グループは、光の一方向透過性を、将...
キーワード：無線通信/ミリ波/情報学/産学連携/ESR/テラヘルツ光/パルス/パルス強磁場/マグノン/マルチフェロイック/強磁場/交差相関/準粒子/電気磁気効果/誘電性/量子化/広帯域/電子スピン共鳴/テラヘルツ/遠赤外線/磁場/赤外線/磁性体/光アイソレータ/光スイッチ/光デバイス/光通信/光励起/持続可能/持続可能な開発/スピン/マイクロ/マイクロ波/金属材料/周波数/電磁波/半導体
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学