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研究キーワード：東北大学における「放射光」 に関係する研究一覧：48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5月7日
2
液体のように振る舞う金ナノ粒子！？
〜表面分子の小さな変化が粒子集団を大きく操る〜
無機ナノ粒子が集まると、その配列の仕方によって光学的・磁気的特性が変化します。したがって、無機ナノ粒子の配列構造を自在に制御できれば、配列に起因した物性の制御にもつながります。東北大学 多元物質科学研究所の佐藤梨奈 大学院生（研究当時: 同大学院環境科学研究科、現: 物質・材料研究機構 ICYS研究員）、同大学 国際放射光イノベーション・スマート研究センターの蟹江澄志教授らの研究チームは、金ナノ粒子表面に結合させた有機分子の温度や圧縮に応答したわずかな変化を観測し、それが粒子集団全体の並び方を変えるという、新たなナノ粒子配列メカニズムを明らかにしました。 本研究チームは、温度応答性...
キーワード：物質科学/異方性/放射光/金ナノ粒子/環境適応/有機分子/持続可能/持続可能な開発/温度応答性/ナノ粒子/マイクロ/マイクロ流体/集団構造/マイクロ流体デバイス
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発表日：2026年4月21日
3
バイオマス炭素材料を使った高耐久な全有機電池を開発
－大面積パウチ電池直列モジュールの実証：全有機電池実用化へ向けて－
全有機電池の性能は、材料そのものの性質だけでなく、有機分子と炭素材料がどれだけ適合するかによって大きく左右されます。東北大学学際科学フロンティア研究所（FRIS）の中安祐太准教授らの研究グループは、植物由来バイオマス炭素のミクロ孔を有機分子の大きさに合わせて精密に調整することで、水系全有機電池の高性能化と長寿命化を実現しました。本研究では、キノン系有機分子と炭素材料の相互作用に着目し、分子サイズに適合するミクロ孔を設計する「分子適合型ミクロ孔設計（注4...
キーワード：幾何学/高エネルギー/内部構造/放射光/キノン/有機分子/電解液/持続可能/持続可能な開発/材料設計/電子状態/電池/多孔質/多孔質材料/耐久性/炭素材料/超臨界/長寿命化/相関解析/バイオマス/寿命
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発表日：2026年4月14日
4
ナノサイズの「磁気の渦」の正体を解明
― 次世代・超省電力メモリ実現へ新たな設計指針 ―
スキルミオンは、電子のスピン（小さな磁石）が渦巻状に並んだ特殊な構造（図1a）で、一度できると壊れにくく、しかもごくわずかな電流で動かせるという優れた性質を持つことから、次世代の超低消費電力メモリや情報デバイスの切り札として注目されています。これまでスキルミオンの形成には、結晶構造に表と裏の区別がある特殊な環境が必要であると考えられていました。しかし近年、これまでの常識では説明できない材料から、直径わずか約2ナノメートルという「世界最小級」のスキルミオンが発見され、世界的な注目を集めています。特にEu（Ga,Al）...
キーワード：化学物質/トポロジー/フェルミ面/角度分解光電子分光/光電子分光/加速器/軟X線/放射光/γ線/磁場/赤外線/超伝導/スキルミオン/磁性体/材料科学/電子分光/メモリ/可視光/強磁性/持続可能/紫外線/持続可能な開発/強磁性体/電子状態/アルミニウム/スピン/ナノサイズ/ナノメートル/低消費電力/電磁波/結晶構造/スキル
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発表日：2026年4月8日
5
ガラスにならない酸化アルミニウムを透明な非晶質の塊に
〜5配位ピラミッドと6配位八面体からなる超高密度構造と結晶を超える誘電率を高圧力で実現〜
工学院大学（学長：今村 保忠、所在地：東京都新宿区／八王子市）と物質・材料研究機構（理事長：宝野 和博、所在地：茨城県つくば市、以下「NIMS」）を中心とする研究チームは、京都大学、名古屋大学、日本電子株式会社、東北大学、島根大学、岡本硝子株式会社をはじめ、国内複数機関との共同研究により、従来「ガラスにならない」と考えられてきた単一成分酸化物である酸化アルミニウム（Al2O3、アルミナ）について、室温の高圧プロセスにより、ミリメートルサイズの透明な非晶質（アモルファス）の塊（バルク）を合成することに成功しました。得られた試料が、高い熱伝導率や硬さを...
キーワード：磁気共鳴/物質科学/X線回折/高圧力/中性子/中性子回折/超高圧/放射光/放射光X線/非晶質/誘電率/持続可能/持続可能な開発/誘電特性/アモルファス/アルミナ/局所構造/アルミニウム/コーティング/モデリング/酸化物/多孔質/電気化学/熱伝導/熱伝導率/ガラス状態/核磁気共鳴
他の関係分野：数物系科学工学総合生物
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発表日：2026年4月3日
6
放射光実験の大容量データの即時圧縮技術を開発
－SPring-8のデータを8,600分の１に圧縮－
理化学研究所（理研）放射光科学研究センター制御情報・データ創出基盤グループの初井宇記グループディレクター、高輝度光科学研究センター研究DX推進室の西野玄記主幹研究員（理研放射光科学研究センター客員研究員）、城地保昌室長（理研放射光科学研究センタービームライン制御解析チームチームリーダー）、東北大学大学院理学研究科の齋藤真器名准教授（理研放射光科学研究センター客員研究員（研究当時））らの共同研究グループは、放射光実験におけるX線画像検出器から出力される大容量データを即時圧縮するデータ処理基盤を開発し、大型放射光施設「SPring-8」[1]において構築し、運用を始めました...
キーワード：FPGA/高性能計算/最適化/並列処理/SPring-8/放射光/検出器/力制御/持続可能/持続可能な開発/動的挙動/センサー/データ処理/ピコ秒/マイクロ/集積回路/半導体/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2026年4月1日
7
ナノテラスのナノCT画像からガス拡散を10秒で予測
―燃料電池の高出力・長寿命化に向けた材料設計最適化へ―
クリーンエネルギーとして実用化が進む固体高分子形燃料電池では、触媒層で酸素や水素が反応することで電気エネルギーが生み出されます。触媒層に形成される複雑な多孔質構造は、反応ガスの通路かつ反応の場であり、発電性能を左右する重要な要素ですが、ナノスケールの微細構造であるため、非破壊観察やガス拡散特性の解析は容易ではありませんでした。東北大学大学院工学研究科の荒井翔太特任研究員と吉留崇准教授、同大学国際放射光イノベーション･スマート研究センターの高山裕貴准教授は、ナノテラスで開発したX線タイコグラフィ（注6）による非破壊ナノ...
キーワード：高次元データ/アルゴリズム/機械学習/最適化/パートナーシップ/温室効果ガス/コヒーレント/低次元/非線形/温室効果/素粒子/内部構造/放射光/高分子/クリーンエネルギー/レンズ/持続可能/持続可能な開発/材料設計/電池/燃料電池/ナノスケール/ナノメートル/レーザー/拡散係数/自動車/多孔質/長寿命化/二酸化炭素/微細構造/分解能/プロトン/高分解能/computed tomography/寿命/大気汚染/CT画像
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発表日：2026年3月18日
8
情報の安定性と信号強度の両立を実現
―保磁力最大約10倍を達成、次世代省エネ磁気メモリへ―
デジタル社会の進展に伴い消費電力の増大が課題となる中、待機電力を大幅に削減できる次世代磁気メモリの開発が注目されています。磁気メモリの性能を高めつつ待機電力を削減するためには、読み出し信号を強化するとともに情報の保持能力を高める必要があります。しかし一般に、情報の保持能力（安定性）を高めると、読み出し信号の強さが低下するというトレードオフがあり、長年の課題でした。こうしたメモリ性能は、材料の保磁力と磁化という物性によって決まります。東北大学らの研究グループは、材料の成分をナノメートル単位で膜厚方向に連続制御する「ナノ傾斜設計」により、磁化を高水準で維持したまま保磁力を従来比約10倍...
キーワード：パートナーシップ/陽子/量子スピン/J-PARC/加速器/中性子/放射光/磁場/太陽/円二色性/トレードオフ/磁気円二色性/マンガン/スピンデバイス/メモリ/持続可能/省エネ/持続可能な開発/材料設計/スピン/ナノスケール/ナノメートル/原子力/ルテニウム
他の関係分野：複合領域数物系科学化学生物学工学
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発表日：2026年3月12日
9
電子のふるまいを1マイクロメートルの細かさで見る顕微鏡の開発に成功
～量子材料・次世代情報処理デバイス開発の加速に期待～
量子科学技術研究開発機構（QST）の山本航平研究員、宮脇淳主幹研究員、東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、ナノテラスに設置した電子状態のわずかなエネルギー差を見分ける超高エネルギー分解能をもつQSTの共鳴非弾性X線散乱（RIXS：注２）装置「2D-RIXS」において、物質中の電子のふるまいを1マイクロメートル以下の精度で可視化することに世界で初めて成功しました。本装置は、ナノテラスの高輝度X線と独自の光学設計を組み合わせることで、これまで困難だった「材料内部の量子状態の空間分布」を、顕微鏡のように直接観測することを可能にします。本成果は、量子材料やスピ...
キーワード：位置情報/空間分布/分析技術/高エネルギー/超高エネルギー/加速器/軟X線/非弾性/放射光/太陽/太陽光/磁性体/ナノデバイス/半導体デバイス/微細化/持続可能/空間情報/持続可能な開発/電子状態/シリコン/スピン/スピントロニクス/ナノメートル/マイクロ/半導体/微細構造/分解能/量子力学/マッピング/空間分解能/不均一性
他の関係分野：情報学環境学数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2026年3月12日
10
p型・n型制御に成功：窒化物熱電薄膜の実用化に前進
―残留酸素を活用した欠陥設計でキャリア極性を制御―
近年、集積化や小型化に適した薄膜熱電材料（注4）への関心が高まっています。中でも、高温環境下で安定に動作する遷移金属窒化物は有望材料とされ、特にクロム窒化物（CrN）は優れたn型熱電特性を示すことが知られています。一方、実用的な薄膜熱電モジュールには、同一材料系でn型とp型の両立が不可欠ですが、従来手法ではプロセスの複雑さが課題となっていました。東北大学大学院工学研究科の双逸助教と須藤祐司教授らの研究グループは、スパッタリング装置内の残留酸素を活用し、反応性窒素ガス流量を制御す...
キーワード：EXAFS/放射光/スペクトル/耐熱性/クロム/遷移金属/キャリア/スパッタ法/持続可能/高温環境/持続可能な開発/窒化物/電気伝導/熱電材料/スパッタリング/フーリエ変換/第一原理/第一原理計算/半導体/結晶構造
他の関係分野：数物系科学化学工学農学
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発表日：2026年2月24日
11
岩石と水の反応による水素生成プロセスの秘密に迫る
〜岩石を詳細解析、地下の水素資源探索の手がかりにも～
海洋底のマントルや下部地殻に含まれるかんらん石と水の反応、すなわち蛇紋岩化反応は、自然界における水素生成の主要なメカニズムとして知られています（図1）。この反応によって生まれる水素は、地下深部に生きる微生物のエネルギー源となるだけでなく、人類が利用可能な新たなエネルギー資源としても関心が高まっています。この反応では、岩石中の2価の鉄が3価の鉄へと酸化されると同時に水が還元され、その結果として水素が生成されます（式1）。しかし、水素発生の鍵を握る鉄の分布や化学状態が、反応の進行にともなってどのように変化するのかこれまで十分に分かっておらず、天然水素の生成プロセスの理解を難しくしていました。...
キーワード：極地/海洋/水素生成/高エネルギー/IODP/XAFS/マントル/下部地殻/加速器/海洋地殻/高温高圧/上部マントル/放射光/スペクトル/ケイ素/吸収スペクトル/X線吸収微細構造/持続可能/持続可能な開発/水素発生/微細構造解析/マグネシウム/微細構造/分解能/微生物/空間分解能
他の関係分野：環境学数物系科学化学工学農学
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発表日：2026年2月18日
12
実用化の壁を超えるスピン力学センサの誕生
―高感度・高耐久を両立する新しいフィルム型ひずみゲージ―
大阪大学産業科学研究所の千葉大地教授（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、磁性体ナノ薄膜からなる磁気トンネル接合（MTJ）※１ 素子をフレキシブル基材上に形成した「スピン力学センサ」において、実使用環境を想定した高い耐久性を世界で初めて実証しました本研究において、フレキシブル基材上に形成したスピン力学センサに対して、10万回を超える繰り返し引っ張り試験を行った結果 、特性劣化を示すことなく安定した動作を維持することを確認しました（図1） 。これまで、MTJは磁気メモリや磁界センサとして実用化されてきた一方で、繰り返し...
キーワード：インターフェース/放射光/ナノマテリアル/フィルム/磁性体/MRAM/フレキシブル/メモリ/絶縁体/持続可能/サイバー空間/持続可能な開発/電気抵抗/スピン/スピントロニクス/センシング/トンネル/ひずみ/マイクロ/耐久性/低消費電力
他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学
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発表日：2026年2月16日
13
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：2026年1月15日
14
海洋下のマントルに由来する岩石中に有機物を発見
―上部マントル中での生物が関与しない有機物合成の証拠―
京都大学大学院理学研究科 三津川到 博士課程学生、三宅亮 同教授、伊神洋平 同准教授を中心とし、京都大学、広島大学、立命館大学、東北大学、高輝度光科学研究センター（JASRI）、早稲田大学、東京大学、高エネルギー加速器研究機構（KEK）物質構造科学研究所のメンバーで構成される共同研究チームは、南太平洋タヒチ島で採取されたマントル捕獲岩中の包有物から、多環芳香族炭化水素を主体とする有機物を発見しました。地球のマントル内部で生物とは無関係に有機物が合成されている可能性は古くから指摘されてきましたが、海洋下のマントルに由来する天然のマントル物質からそのような有機物を検出した例は極めて限られていまし...
キーワード：多環芳香族炭化水素/海洋/高エネルギー/マグマ/マントル/マントル捕獲岩/加速器/上部マントル/放射光/放射光X線/硫化鉱物/芳香族/芳香族炭化水素/ラマン/X線CT/二酸化炭素/二酸化炭素/有機物/炭化水素/ラマン分光/ラマン分光法/CT画像
他の関係分野：環境学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2025年12月23日
15
東北大学と富士通、「NanoTerasu（ナノテラス）」の測定データに因果発見AIを適用し、超伝導発現メカニズム解明に繋がる因果関係を自動抽出 地球環境問題を解決する新規機能性材料の研究開発を加速
国立大学法人東北大学（以下、東北大学）と富士通株式会社（以下、富士通）は、「3GeV高輝度放射光施設NanoTerasu（以下、ナノテラス）」の測定データに因果関係を自動抽出するAI技術を適用し、物性発現メカニズムの全容解明が期待されるカゴメ格子超伝導材料（注4）において、超伝導発現メカニズムの解明に繋がる新しい知見の導出に成功しました。本成果は2025年12月22日付けで科学誌Scientific Reportsに掲載されました。両者は、富士通のAIプラットフォーム「Fujitsu Kozuchi」のコア技術である因果発見技術をベースに、信頼性が高い因果関...
キーワード：コンピューティング/人工知能（AI）/パートナーシップ/空間分布/化学物質/カゴメ格子/コヒーレント/角度分解光電子分光/光電子分光/因果関係/加速器/放射光/γ線/磁場/赤外線/超伝導/光電子分光法/材料科学/電子分光/新物質/可視光/高温超伝導/超伝導材料/電子デバイス/持続可能/地球環境問題/紫外線/持続可能な開発/地球環境/電気抵抗/電子構造/電子状態/ダイナミクス/環境問題/機能性材料/自動化/低消費電力/電磁波/分解能/機能性/結晶構造/SPECT/空間分解能/ラット/創薬
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化学工学農学
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発表日：2025年12月20日
16
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11月15日
17
従来困難だった磁性体の結晶対称性由来の磁区を識別する手法を開発
─ 超低消費電力・高速動作素子を実現するスピントロ二クス材料の開発に拍車 ─
交替磁性体は全体としての磁化がゼロでありながら、スピンの分極した電子バンドを持つため、スピントロニクス材料として注目されています。交替磁性体の代表例であるMnTeにおいては従来技術では識別が難しい結晶構造の対称性に由来する磁区の存在が詳細な電子状態解明の障害となっていました。東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、早稲田大学先進理工学部の武上大介博士研究員、大阪公立大学大学院工学研究科の播木敦准教授らとの共同研究により、円偏光を用いた共鳴非弾性X線散乱（RIXS）による新たな磁区識別法を開発しました。本研究では、右・左回り円偏光の散乱強度の差である円二色...
キーワード：空間分布/バンド構造/異常ホール効果/時間反転対称性/対称性/反強磁性/反強磁性体/反磁性/ホール効果/軟X線/非弾性/放射光/スペクトル/円二色性/吸収スペクトル/円偏光/磁性体/対称性の破れ/マンガン/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/電子状態/スピン/スピントロニクス/低消費電力/結晶構造
他の関係分野：環境学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2025年11月11日
18
NanoTerasuのビームラインでタンパク質結晶立体構造解析を開始
－全自動測定とスパコンAOBAによる即時データ解析により ライフサイエンスを加速―
国立大学法人東北大学（以下、東北大学）、一般財団法人光科学イノベーションセンター（以下、PhoSIC）及び国立研究開発法人日本医療研究開発機構（以下、AMED）は、11月11日より、3GeV高輝度放射光施設NanoTerasu（以下、NanoTerasu）のコアリションビームラインBL09Uにおいて、東北大学が中心となって整備を進めてきたタンパク質構造解析エンドステーション（以下、MX-ES）の運用を開始します。本MX-ESはタンパク質のような複雑かつ巨大な生体高分子の立体構造を原子レベルで決定することが出来るエンドステーションで、メールインによる完全自動測定と東北大学サイバーサイ...
キーワード：スループット/科学技術計算/スーパーコンピュータ/データ統合/最適化/人工知能（AI）/先端技術/物質科学/放射光/データ解析/タンパク質構造/高分子/マルチスケール/機能性材料/計測システム/大規模計算/電子顕微鏡/タンパク質結晶/構造予測/機能性/クライオ電子顕微鏡/オミックス/オミックス解析/スクリーニング/ラット/医薬品開発/化合物ライブラリー/細胞・組織/生体高分子/創薬/立体構造/立体構造解析/臨床試験/疾患モデル
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学総合生物農学
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発表日：2025年11月8日
19
広帯域X線対応タイコグラフィ装置を開発
―ナノテラス活用で高精度な元素・構造分析を実現―
X線タイコグラフィは、非破壊かつ高解像度の観察が可能な手法として注目されていますが、同一の装置でテンダーX線から硬X線領域まで測定できるシステムはこれまで存在していませんでした。東北大学 大学院工学研究科の佐々木雄平大学院生、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の石黒志准教授、高橋幸生教授らの研究チームは、3GeV高輝度放射光施設「NanoTerasu」のビームラインBL10Uを活用し、テンダーX線から硬X線領域にわたる広帯域での高分解能X線タイコグラフィ装置の開発に成功しました。本システムでは、NanoTerasuの高輝度かつ高コヒーレンスなX線に加...
キーワード：コヒーレンス/コヒーレント/高エネルギー/物質科学/X線回折/広帯域/軟X線/放射光/検出器/レンズ/位相回復/持続可能/持続可能な開発/電池/ナノスケール/ナノメートル/機能性材料/屈折率/計測システム/実証実験/分解能/機能性/高分解能/カルシウム
他の関係分野：数物系科学工学農学
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発表日：2025年11月4日
20
軽元素を含むCMOSイメージセンサー内部を非破壊で3次元可視化
―NanoTerasuの高輝度テンダーX線が拓くナノ構造解析の新展開―
CMOSイメージセンサー（CIS）は、スマートフォンやカメラ、自動運転技術、医療機器などに広く利用されている光電子変換デバイスです。その性能向上には微細な画素構造の解析が不可欠です。しかし、CIS内部にはシリコン（Si）やシリコン酸化物（SiO2）などの軽元素で構成された複雑な多層構造が存在し、従来の電子線を用いた手法では非破壊かつ高解像な三次元観察が困難でした。東北大学 大学院工学研究科の大川成大学院生、佐々木雄平大学院生、国際放射光イノベーション・スマート研究センターの石黒志准教授、高橋幸生教授らの研究チームは、3GeV高輝度放射光施設「NanoTeras...
キーワード：自動運転/医療機器/コヒーレント/物質科学/X線回折/軽元素/軟X線/放射光/検出器/電子線/定量評価/走査型電子顕微鏡/CMOS/イメージセンサー/位相回復/半導体デバイス/持続可能/持続可能な開発/シリコン/センサー/ナノメートル/ナノ構造/酸化物/電子顕微鏡/半導体/分解能/層構造/空間分解能/computed tomography/CIS/スマートフォン
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発表日：2025年10月29日
21
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27日
22
全固体リチウム硫黄電池の内部反応を高解像度で可視化する手法を確立
―高速充放電とサイクル安定性を阻害する因子を解明―
全固体リチウム硫黄電池（SolidStateLithiumSulfurBattery; SSLSB）は、硫黄の高い理論容量と固体電解質の安全性を活かした次世代の蓄電デバイスです。しかし高速充放電が難しく、充放電サイクルが不安定であることが実用化への障壁となっていました。これらの課題を解決するには、充放電反応が電池内部のどこでどのように進行し、何がそれを妨げているのかを明らかにする必要があります。東北大学多元物質科学研究所の木村勇太准教授、大野真之准教授らの研究グループは、大型放射光施...
キーワード：最適化/空間分布/物質科学/SPring-8/内部構造/放射光/放射光X線/持続可能/持続可能な開発/イオン輸送/固体電解質/電池/X線CT/マイクロ/リチウム/電解質/分解能/空間分解能/computed tomography/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー
他の関係分野：情報学環境学数物系科学工学
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発表日：2025年10月15日
23
青色顔料の改良でCO₂からCOへの変換性能を 従来比で約4倍に向上
─温暖化ガスを有効な化学原料に変える技術の社会実装へ─
近年、気候変動対策として温室効果のあるCO2を回収し、COなどの有用な化学原料に変換する技術が注目されています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の刘騰義（Tengyi Liu）特任助教と藪浩教授（主任研究者、同研究所水素科学GXオープンイノベーションセンター副センター長）、李昊（Hao Li）教授（主任研究者）らの研究グループは、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（SRIS）の小野新平教授と吉田純也准教授、北海道大学電子科学研究所の松尾保孝教授、および東北大発スタートアップ企業AZUL Energy株式会社（仙台市、伊藤晃寿社...
キーワード：温室効果/気候変動/放射光/材料科学/ナノサイエンス/フタロシアニン/持続可能/持続可能な開発/電池/燃料電池/コバルト/二酸化炭素/二酸化炭素/温暖化/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10月8日
24
電子の「自転」と「公転」がもつれ合う姿を可視化
―物性起源の解明から量子材料設計へ―
東京大学大学院新領域創成科学研究科の鬼頭俊介助教、有馬孝尚教授（兼：理化学研究所創発物性科学研究センター センター長）、高輝度光科学研究センターの中村唯我研究員、近畿大学理工学部の杉本邦久教授、東北大学金属材料研究所の野村悠祐教授らの研究グループは、東京大学大学院工学系研究科、同大学大学院理学系研究科、理化学研究所との共同で、ランタノイド元素周りに存在する「4f電子」の空間的な広がりを世界で初めて直接観測しました。本研究グループは、大型放射光施設SPring-8（BL02B1ビームライン）でのX線回折実験（注4）と、独自に開発した「コア差フーリエ合成（cor...
キーワード：空間分布/強い相互作用/原子核/量子コンピュータ/SPring-8/X線回折/希土類元素/放射光/放射光X線/持続可能/持続可能な開発/希土類/材料設計/電子状態/スピン/レアアース/金属材料/数値解析/結晶構造/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー/ランタノイド
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発表日：2025年10月7日
25
水の電気分解に使われる酸化物電極触媒表面の自発的な構造変化を放射光で観察
不安定な太陽光発電や風力発電で得られる再生可能エネルギーを安定的に活用するため、水を電気分解して水素ガスの形でエネルギーを貯蔵する、いわゆるグリーン水素の技術がCO2排出削減に有効です。そのため、高効率に水の電気分解を起こす電極触媒が広く研究されています。東北大学大学院 理学研究科の若林 裕助 教授 を中心とした研究グループは、神戸大学大学院 工学研究科の宮崎晃平 教授らと共同で、水の電気分解が生じる電極と電解液の界面の原子配置が、時間とともに変化していく様子を、放射光を用いた界面構造解析で明らかにしました。貴金属を含まない代表的な酸化物電極触媒材料であるペロ...
キーワード：再生可能エネルギー/コバルト酸化物/放射光/太陽/太陽光/電気分解/電極触媒/貴金属/ペロブスカイト/電解液/持続可能/持続可能な開発/太陽光発電/界面構造/コバルト/固液界面/酸化物/電気化学/二酸化炭素/風力発電/物質移動/表面構造/水素ガス/構造変化
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発表日：2025年10月6日
26
スピンの集団運動で熱の流れを操る新しい手法を実証
～磁性体による革新的な熱輸送制御技術へ一歩前進～
NIMSは、東京大学、産業技術総合研究所、大阪大学、東北大学との共同研究により、磁性体中のスピンの集団運動の準粒子「マグノン」の輸送を制御する新しい手法を提案し、強磁性金属中でマグノンが従来考えられていた以上に熱伝導に大きく寄与することを実証しました。磁性体を利用した新たな熱伝導制御原理の創出や技術の開発につながることが期待されます。この研究成果は、2025年10月1日にAdvanced Functional Materials誌に掲載されました。...
キーワード：マグノン/集団運動/準粒子/放射光/強磁性金属/磁性体/界面熱抵抗/強磁性/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/スピン/熱伝導/熱伝導率/熱輸送
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発表日：2025年9月17日
27
コヒーレントX線により金属材料内部のナノ構造変化を「動画」で観察
─高性能材料開発に繋がる新手法─
マグネシウム合金は、実用金属の中で最も軽量かつ高強度であるため、自動車や家電製品、航空機などの構造材料として強く期待されています。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の高澤駿太郎助教（理化学研究所 放射光科学研究センター イメージングシステム開発チーム 客員研究員）と高橋幸生教授（理化学研究所 放射光科学研究センター イメージングシステム開発チーム チームリーダー）らは、二宮翔助教、星野大樹准教授、西堀麻衣子教授、理化学研究所 放射光科学研究センター放射光機器開発チームの初井宇記チームリーダー、北陸先端科学技術大学院大学 共創インテリジェンス研究領域のダム ヒョ...
キーワード：インテリジェンス/フレームワーク/システム開発/コヒーレント/物質科学/X線回折/放射光/ケイ素/高分子/定量評価/レンズ/持続可能/持続可能な開発/マグネシウム合金/電池/その場観察/ナノメートル/ナノ構造/マイクロ/マグネシウム/金属材料/航空機/高分子材料/自動車/析出物/構造変化
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発表日：2025年9月16日
28
ひずみで強く光る鉛フリー新材料の発光メカニズムを解明
インフラの老朽化をモニタリングするセンサなどの開発指針に
橋梁やビルなど長年の使用で劣化したインフラが壊れる事故が各地で起きています。人手をできるだけ使わずに事故を未然に防ぐ手段として、機械的な力が加わると発光する応力発光（メカノルミネッセンス：ML） センサで安全管理するシステムの開発が進められています。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の二宮翔助教と西堀麻衣子教授、同大学大学院工学研究科の徐超男教授の共同研究グループは、特定の組成でML強度が異常に増強される鉛フリーの新しい多機能材料であるプラセオジム添加ニオブ酸リチウムナトリウム（Li₁₋ₓNaₓNbO₃:Pr）に着目し、これまで謎だった強い発光のメカニズ...
キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/物質科学/放射光/可視光/持続可能/安全管理/持続可能な開発/劣化診断/ニオブ/原子配列/ニオブ酸リチウム/ひずみ/モニタリング/リチウム/機能性材料/機能材料/機能性/結晶構造/ナトリウム
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発表日：2025年9月10日
29
藻類の太陽光エネルギーの高効率な伝達状態を解明
－巨大タンパク質複合体の単離と光エネルギー移動の詳細－
理化学研究所（理研）放射光科学研究センター生体機構研究グループの川上恵典研究員、米倉功治グループディレクター（最先端研究プラットフォーム連携（TRIP）事業本部理研－JEOL連携プロジェクト副プロジェクトディレクター、東北大学多元物質科学研究所教授）、熊本大学産業ナノマテリアル研究所の小澄大輔准教授、同大学院自然科学教育部の板東（魚谷）未希博士後期課程学生、木田雅俊博士前期課程学生（研究当時）、廣田悠真博士前期課程学生（研究当時）、同大学理学部理学科物理学コースの加藤善大学士課程学生（研究当時）、豊橋技術科学大学応用化学・生命工学系の広瀬侑准教授の共同研究グループは、太陽光エネルギーを高効率...
キーワード：光エネルギー/物質科学/バクテリア/分光学/放射光/太陽/ナノマテリアル/光化学/耐熱性/クロロフィル/シアノバクテリア/タンパク質複合体/光合成/電子伝達/太陽光/エネルギー移動/人工光合成/持続可能/持続可能な開発/原子力/電子顕微鏡/カロテノイド/ラット/膜タンパク質
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発表日：2025年9月2日
30
青色顔料を用いた多層構造の炭素系材料がCO₂資源化に有効であることを発見
─カーボンリサイクルを促進し、地球温暖化抑制への貢献に期待─
CO2は地球温暖化の原因物質であり、排出量の削減に加え、回収して有用な有機化合物や燃料に変換する資源循環技術に期待が寄せられています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）のLiu Tengyi特任助教、藪浩教授（主任研究者、同研究所水素科学GXオープンイノベーションセンター副センター長）、Di Zhang特任助教、Hao Li教授（主任研究者）らの研究グループは、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（SRIS）の小野新平教授と吉田純也准教授、北海道大学電子科学研究所の松尾保孝教授、および東北大学発スタートアップ企業のAZUL Ene...
キーワード：AI/人工知能（AI）/地球温暖化/放射光/データ解析/分子触媒/材料科学/フタロシアニン/選択性/持続可能/持続可能な開発/カーボン/コバルト/リサイクル/資源循環/耐久性/電気化学/二酸化炭素/二酸化炭素/温暖化/層構造
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発表日：2025年8月30日
31
ガラスは温度の上下を繰り返すと若返る？
―電子状態の変化―
島根大学材料エネルギー学部の細川伸也研究員、小林健太郎研究員、尾原幸治教授は、広島大学、弘前大学、高エネルギー加速器研究機構、および東北大学の研究者と協力して、金属ガラスを対象として、液体窒素温度（およそ摂氏マイナス１９６度）と室温の間を繰り返し上下させることによる若返り効果によって、ガラスの電子状態が大きく変化することを、放射光を用いて明らかにしました。放射光を用いると、物質中に詰まった電子や空いている電子の状態を、元素やその電子軌道を区別して観測できます。研究に用いた金属ガラスは重い希土類元素のガドリニウム（Gd）と軽い遷移金属元素であるコバルト（Co）からできており、以前私たちが報告し...
キーワード：金属元素/光エネルギー/X線吸収分光/光電子分光/高エネルギー/ガドリニウム/加速器/希土類元素/軟X線/放射光/スペクトル/発光スペクトル/電子分光/遷移金属/発光分光/持続可能/持続可能な開発/希土類/金属ガラス/原子配列/電子構造/電子状態/コバルト/極低温/金属材料/若返り
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発表日：2025年8月20日
32
ナノスケールの薄膜に磁石などの「新機能」を埋め込む新たな手法
大阪大学産業科学研究所の森田利明さん（大学院基礎工学研究科博士後期課程）、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・教授)らの研究グループは、原子の間隔を人工的に操ったナノ薄膜をつくることに成功し、このナノ薄膜に磁石の性質など新たな機能が内蔵できることを実証しました。原子の間隔を人工的に操った状態でナノ薄膜を成膜する手法は少なく、その限られた手法にも、様々な制約がありました。今回、研究グループは、柔軟性のある基材をあらかじめ伸長し、その上に磁石の性質を示すナノ薄膜を成膜しました。成膜後に基材を自然長に戻すことで、ナノ薄膜の原子の...
キーワード：超伝導体/異方性/放射光/超伝導/磁気異方性/誘電体/持続可能/持続可能な開発/コバルト/ナノスケール/ナノメートル/半導体
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発表日：2025年8月2日
33
凍結溶媒内のナノ材料の元素分布を直接可視化できる技術を開発
〜生命科学から材料科学に至る広範な物質研究への寄与に期待〜
タンパク質などの構造を調べる際、試料を急速凍結した後、液体窒素で極低温を維持したまま観察できるクライオ電子顕微鏡を用いることによって、電子線照射による損傷が抑えられ、溶媒中あるいは溶媒を含んだ状態における試料の本来に近い姿を捉えることが可能です。この技術は、生体分子や細胞などの生物試料の観察や構造解析に広く利用されています。近年では、生物試料にとどまらず、非生物試料や生物-非生物ハイブリッド試料の観察にも利用が広がっています。東北大学多元物質科学研究所の海原大輔技術職員（同大学事業支援機構 総合技術部 分析・評価・観測群）、佐藤庸平准教授、濵口祐准教授...
キーワード：水溶液/物質科学/放射光/ケイ素/電子線/材料科学/非晶質/持続可能/持続可能な開発/EELS/表面修飾/シリカ/ナノ材料/ナノ粒子/極低温/電子顕微鏡/マッピング/クライオ電子顕微鏡/カルシウム/生体分子
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発表日：2025年7月16日
34
硫化物系電池材料の特性を巡る長年の謎を解明 規則・不規則構造の硫化物系材料の充放電反応機構の詳細解析
横浜国立大学 藪内直明教授、名古屋工業大学 中山将伸教授、島根大学 尾原幸治教授、東北大学 髙橋幸生教授、群馬大学 鈴木宏輔准教授、立命館大学 SRセンター、National Synchrotron Radiation Research Center (台湾) からなる研究グループは、構造の規則・不規則性を制御したリチウム過剰系硫化物材料の充放電反応機構を実験・理論の観点から詳細に解析しました。その結果、構造の不規則化が鍵となり、硫化物イオンにおいて電子の非局在化が進行することで電子伝導性の向上と電池性能の高性能化に繋がることを明らかにしました。これは、従来層状構造の限界を超える、次世代の電...
キーワード：物質科学/放射光/反応機構/リチウムイオン電池/持続可能/持続可能な開発/局所構造/材料設計/電池/リチウム/金属材料/結晶構造/規則構造
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発表日：2025年7月10日
35
新種の磁石に光を当てる 高機能な有機磁性材料の実現に期待
磁石に光を当てると、その光はどうなるでしょうか。もちろんどんな磁石でも光は反射します。そして、反射光から磁石の性質を知ることができます。では、どんな磁石からの反射光でもその性質を知ることができるかというと、これまではそうではありませんでした。近年見つかった「くっつかない」タイプの磁石がまさにそれに該当し、その解明には学術と応用の両面からの期待が高い一方で、その性質を光で調べるためには大きな壁がありました。東北大学金属材料研究所の井口敏 准教授、高輝度光科学研究センターの池本夕佳 主幹研究員、森脇太郎 主幹研究員、関西学院大学理学部物理・宇宙学科の伊藤弘毅 教授、東北大学理学研究科物理学専攻の...
キーワード：光学伝導度/放射光/スペクトル/磁性体/分子配列/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/有機結晶/光学特性/金属材料/SPECT
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発表日：2025年6月10日
36
熱可塑性CFRPの破壊機構を計算と計測の融合で解明
―リサイクルできるサステナブルな次世代航空機の実現に貢献―
従来の航空機には、熱硬化性樹脂を用いた熱硬化性CFRP（注６）が広く使用されてきました。この材料は、積層構成を工夫することで所望の力学特性を実現でき、その構成によって破壊挙動が変化することも知られています。一方、近年では、高速成形が可能でリサイクル性にも優れる熱可塑性CFRPに注目が集まっています。しかし、熱可塑性CFRPにおいては、積層構成が破壊機構に与える影響についての理解が十分に進んでおらず、適用に向けた課題となっていました。東北大学大学院工学研究科航空宇宙工学専攻の龍薗一樹助教らのグループは、拡張有限要素法を用いた数値解析と力学試験中の損傷進...
キーワード：トラスト/コヒーレント/内部構造/放射光/放射光X線/太陽/耐熱性/マイクロCT/太陽光/樹脂/持続可能/炭素繊維/持続可能な開発/熱硬化性樹脂/CFRP/シミュレーション/プラスチック/マイクロ/リサイクル/宇宙工学/航空宇宙工学/航空機/数値解析/積層板/繊維強化プラスチック/炭素繊維強化プラスチック/複合材/複合材料/分解能/有限要素法/空間分解能/computed tomography/可塑性
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発表日：2025年6月3日
37
次世代半導体材料SnSの大面積単層結晶の合成技術を確立
─光電融合デバイスや高速情報処理技術への応用が期待─
原子1層（単層）で構成される「二次元物質」は、次世代半導体材料として注目され、研究開発が活発に進められています。これらの材料は優れた光電特性を備えており、なかでも電子の磁気的性質（スピン）を「電子スピン波」として活用することで、光電融合デバイスや高速情報処理技術への応用が期待されています。地球上に豊富に存在し毒性もないスズ（Sn）と硫黄（S）の化合物である二次元原子層物質の硫化スズ（SnS）は、このような新奇スピン機能の発現が期待される材料の一つです。その特性を発揮するには単層であることが不可欠ですが、これまで大面積の単層SnSを得るのは困難でした。東北大学大学院工学研究科の小山和...
キーワード：コンピューティング/スピン軌道相互作用/二次元物質/放射光/二次元材料/原子層/原子層物質/前駆体/スピン波/半導体材料/持続可能/持続可能な開発/量子コンピューティング/単結晶/CVD/スピン/スピントロニクス/結晶成長/半導体
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発表日：2025年5月21日
38
薬剤を2,000倍濃縮して閉じ込める！
～新しい薬剤キャリア（無機ナノ粒子カプセル化技術）を開発～
北海道大学電子科学研究所の三友秀之准教授（研究当時：東北大学多元物質科学研究所兼務）、居城邦治教授、谷地赳拓博士研究員（現在：東北大学多元物質科学研究所 助教）、理化学研究所放射光科学研究センターの米倉功治グループディレクター（東北大学多元物質科学研究所 教授兼務）らの研究グループは、無機ナノ粒子を構成要素としたナノサイズの中空カプセル構造体を作製する新たな技術を開発しました。本研究で開発された中空カプセル（直径100 nm）は、薬剤を内包し、標的とする疾患部位へ適切に薬剤を送達するドラッグデリバリーキャリアとしての応用が期待されます。これまで、リポソームや高分子材料を用いた有機系...
キーワード：水溶液/物質科学/閉じ込め/相分離/放射光/磁場/金ナノ粒子/高分子/微小液滴/キャリア/赤外光/持続可能/酸化鉄/持続可能な開発/ナノサイズ/ナノ粒子/高分子材料/ナノカプセル/機能性/クエン酸/副作用
他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2025年5月19日
39
＼「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5月16日
40
次世代形状記憶合金の相変態機構を解明
～形状回復とエネルギー吸収性能を活かした応用に期待～
次世代の形状記憶合金として期待されるCu-Al-Mn系形状記憶合金は、原料が安価で加工しやすく、良好な超弾性を発現することから、耐震用構造材料や医療用デバイスなど幅広い分野での応用が期待されています。近年、この合金を単結晶化すると大きな形状回復を示すことが報告されていましたが、そのメカニズムは明らかとなっていませんでした。長崎大学大学院総合生産科学研究科の赤嶺大志准教授（前九州大学大学院総合理工学研究院 助教）と、九州大学大学院総合理工学府修士2年の高松凌氏（研究当時。現株式会社デンソー）、九州大学の西田稔名誉教授、東北大学学際科学フロンティア研究所の許勝助教、東北大学大学院工学研...
キーワード：X線回折/放射光/放射光X線/材料科学/原子分解能/マンガン/持続可能/エネルギー吸収/持続可能な開発/マルテンサイト/マルテンサイト変態/形状記憶効果/相変態/単結晶/超弾性/電子回折/アルミニウム/形状記憶合金/結晶化/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/透過電子顕微鏡/分解能/結晶構造/構造変化
他の関係分野：数物系科学工学農学
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発表日：2025年4月30日
41
高輝度放射光を用いて高温超伝導体中の電子の振動を解明 超伝導発現機構の解明や転移温度を高める手がかりになると期待
超伝導とは、ある特定の温度以下で金属の電気抵抗がゼロになり、電気がスムーズに流れるようになる現象です。多くの超伝導体はおよそ−200℃以下という非常に低い温度でしかこの性質を示さないため、より高い温度で超伝導を示す物質が望まれる一方、超伝導の発現機構と超伝導転移温度を高める指針は解明されていません。電気の流れや振動を詳しく調べることで、これらの課題を解決する手がかりが得られる可能性があります。東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、量子科学技術研究開発機構（QST）NanoTerasuセンター、兵庫県立大学、産業技術総合研究所、物質・材料研究機構などとの...
キーワード：パートナーシップ/分析技術/コヒーレント/高温超伝導体/酸化物超伝導体/超伝導体/銅酸化物/銅酸化物高温超伝導体/加速器/軟X線/非弾性/放射光/超伝導/高温超伝導/酸化物高温超伝導体/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/電気抵抗/電子状態/ダイナミクス/ナノメートル/酸化物/分解能/結晶構造
他の関係分野：複合領域環境学数物系科学工学農学
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発表日：2025年4月25日
42
次世代形状記憶合金の原子配列と原子の動きの観察に成功
─より高性能の合金開発の指針に─
次世代の形状記憶合金として期待されるCu-Al-Mn系形状記憶合金は、原料が安価で加工しやすく、良好な超弾性を発現することから、耐震材料や医療デバイスなど幅広い分野での応用が期待されています。さらに性能を高めるためには合金の原子の並びと配列の変化を詳しく知る必要があります。しかしこれまでの技術でこれらを調べることは困難でした。東北大学と九州大学、株式会社古河テクノマテリアル（神奈川県平塚市、花谷健社長）の共同研究グループは、Cu-Al-Mn系形状記憶合金の原子レベルでの構造変化を解明しました。X線吸収分光法（XAS）（注４）と第一...
キーワード：結晶格子/X線吸収分光/反強磁性/物質科学/エントロピー/放射光/材料科学/マンガン/固溶体/DFT/強磁性/持続可能/持続可能な開発/局所構造/金属ガラス/形状記憶効果/原子配列/超弾性/電子状態/アルミニウム/スピン/ナノスケール/金属材料/形状記憶合金/第一原理/第一原理計算/熱処理/量子力学/結晶構造/ゆらぎ/構造変化
他の関係分野：数物系科学工学農学
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発表日：2025年4月21日
43
バルクでは磁石につかない物質を原子層厚の薄膜で磁石に変換
─次世代スピントロニクスへの応用に期待─
電子がもつミクロな磁石の性質である「スピン」が物質中で揃うと強磁性(注5)が発現します。もし原子レベルの薄さをもつ二次元物質で強磁性が実現すれば、次世代スピントロニクスへの応用が期待できます。しかし、理論的には二次元物質では磁気秩序が消失すると予測されていました。東北大学、高エネルギー加速器研究機構、量子科学技術研究開発機構からなる研究グループは、クロムを含む反強磁性体(注6)Cr2Se3に着目し、分子線エピ...
キーワード：セレン/グラファイト/角度分解光電子分光/光電子分光/高エネルギー/磁気秩序/二次元物質/反強磁性/反強磁性体/加速器/放射光/放射光X線/γ線/磁場/赤外線/分子構造/二次元材料/原子層/磁気モーメント/磁性体/材料科学/クロム/超高真空/電子分光/可視光/強磁性/電子デバイス/持続可能/省エネ/紫外線/持続可能な開発/エピタキシー/強磁性体/単結晶/電子状態/グラフェン/スピン/スピントロニクス/マイクロ/黒鉛/集積回路/省エネルギー/低消費電力/電磁波/分解能/空間分解能/ゆらぎ
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発表日：2025年4月12日
44
隠れた端子位置を電気伝導測定から特定する技術を開発
─ ナノデバイスから地質調査にまで適用できる数学的原理を導出 ─
原子数層のナノシートでは従来の結晶とは異なる多彩な電子特性が見いだされ、正確な電気伝導測定への期待が高まっています。少なくとも4本以上の電気信号線で構成される多端子を用いることで正確な電気伝導測定を行えます。しかし、極低温や真空などでは電気伝導測定用の多端子の位置を確認することが難しく、高額で大型な装置を用いる必要があるという課題がありました。大阪大学 大学院情報科学研究科の庵智幸助教（現在・宇宙航空研究開発機構 追跡ネットワーク技術センター研究開発員）と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（SRIS）の湯川龍准教授は、シート上に置かれた多端子からの電気信号から各...
キーワード：情報数理/放射光/ナノデバイス/持続可能/持続可能な開発/ナノシート/電気伝導/スピン/極低温/実証実験
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4月8日
45
安価な顔料で高速・高効率・高耐久なCO₂→CO変換を実現 温室効果ガスの削減と有効活用に繋がることを期待
近年、気候変動対策として温室効果のあるCO2を回収し、COなどの有用な炭化水素化合物に変換する技術が注目されています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の刘騰義（Liu Tengyi）特任助教、藪浩教授（主任研究者、同研究所水素科学GXオープンイノベーションセンター副センター長）、ジャン ディ（Di Zhang）助教、李昊（Hao Li）教授（主任研究者）らの研究グループは、金属錯体で安価な顔料の一種であるコバルトフタロシアニン（CoPc）をガス拡散電極上に直接結晶化させることにより、省プロセスでCO2電解用の電極を作製する手...
キーワード：産学連携/温室効果ガス/温室効果/気候変動/放射光/金属錯体/材料科学/フタロシアニン/持続可能/持続可能な開発/コバルト/化学工学/結晶化/水素化/耐久性/二酸化炭素/炭化水素
他の関係分野：複合領域環境学数物系科学化学工学農学
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発表日：2025年3月27日
46
完全大気圧下での軟X線光電子分光測定に成功
――基礎化学の解明から触媒や燃料電池の開発へ――
東京大学の松田巌教授（兼：東北大学客員教授）は同大学大学院生和田哲弥氏と堀尾眞史助教らと東北大学山本達准教授と共同で、世界で初めて軟X線を用いた大気圧下光電子分光測定にNanoTerasuにて成功しました。本来、軟X線と電子は真空中でしか存在できないため、大気圧下での光電子分光測定は不可能でした。しかし、現実に起きている反応や現象の多くは空気中など大気圧下であるため、実際の現象解明には大気圧下での測定が求められていました。そこで本研究では真空パイプから構成された軟X線導入路を用意してガス雰囲気下で軟X線が減衰し切る前に試料に照射できるようにしました。さらに電...
キーワード：産学連携/光エネルギー/光電子分光/物質科学/内部構造/軟X線/放射光/太陽/太陽光/電子分光/持続可能/分光測定/持続可能な開発/電池/燃料電池/SPECT/水素ガス
他の関係分野：複合領域環境学数物系科学総合理工工学
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発表日：2025年3月26日
47
「住友ゴム×東北大学 次世代シンクロサイエンス共創研究所」を設置
住友ゴム工業(株)(社長：山本悟)と国立大学法人東北大学（総長：冨永悌二）は2025年4月1日に「住友ゴム×東北大学 次世代シンクロサイエンス共創研究所」を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に設置します。現在の科学技術の最前線を超えて、放射光技術を用いた材料解析の進化、さらに新素材の開発、環境技術の推進、AI活用のデータ解析を通じて、持続可能な社会の実現に向けた産業革新を目指します。...
キーワード：AI/情報学/人工知能（AI）/産学連携/環境技術/物質科学/放射光/データ解析/持続可能/持続可能な開発
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学工学
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発表日：2025年3月14日
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物理法則・計測原理を組み込んだ深層学習による画期的な動的コヒーレントX線回折イメージング解析法の開発に成功
北陸先端科学技術大学院大学（学長・寺野稔、石川県能美市）共創インテリジェンス研究領域のDAM Hieu-Chi（ダム ヒョウ チ）教授、HA Minh-Quyet特別研究員（日本学術振興会特別研究員ＰＤ）、VU Tien-Sinh大学院生（博士後期課程）、Adam Mukharil Bachtiar大学院生（博士後期課程）、DAO Duc-Anh大学院生（博士後期課程）、Deakin大学Applied Artificial Intelligence InstituteのTruyen Tran教授、物質・材料研究機構木野日織博士、東北大学（総長・冨永悌二、宮城県仙台市）国際放射光イノベーション...
キーワード：動画像/AI/インテリジェンス/ニューラルネットワーク/情報学/深層学習/人工知能（AI）/産学連携/コヒーレント/時間分解/水溶液/物質科学/X線回折/内部構造/放射光/高分子/時間分解能/材料科学/位相回復/可視光/持続可能/持続可能な開発/材料設計/コロイド/ナノスケール/ナノ構造/ニューラルネット/マイクロ/光学素子/実証実験/微粒子/分解能/生体組織/空間分解能/動態解析/ナノテクノロジー/構造変化/動的構造
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学総合理工工学