スマートフォンやIoT機器の普及により通信量は年々増加しており、次世代の6G通信では、より高速・大容量のデータ通信を実現する新技術が求められています。その有力な候補として「テラヘルツ波」と呼ばれる高周波の電波が注目されており、これを効率よく扱う小型・省電力デバイスの開発が重要となっています。中でも、テラヘルツ波の通り道を切り替えやオン・オフの制御を行う光スイッチなどの動的変調デバイスの実現は不可欠です。東北大学大学院工学研究科ロボティクス専攻の金森義明教授らの研究グループは、このテラヘルツ波帯で動作する光スイッチを開発しました。本研究では、微小な機械構造を駆動するMEMS...

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）...

テラヘルツ波は次世代移動通信システム（6G）の候補周波数帯として注目されており、非破壊検査や医療診断などへの利用が期待されています。しかし、この周波数帯では利用できる光学材料が限られており、レンズなどの光学素子を設計する際の自由度が低いことが課題となっています。東北大学大学院工学研究科ロボティクス専攻の金森義明教授らの研究グループは、シリコン微粒子を樹脂中に分散させた三次元バルクメタマテリアルを用いて、テラヘルツレンズを開発しました。通常、レンズの焦点距離は形状によって決まりますが、本研究では材料設計によって屈折率を制御することで、レンズ形状を変えずに焦点距離を調整できる...

現代社会で情報の処理や通信を支える電子デバイスの機能は、電子に影響を及ぼす物質中の様々な準粒子―粒子のように振舞う量子力学的存在―に由来します。その中でも近年、磁石での準粒子（マグノン）と携帯電話で用いられるマイクロ波など電磁波（光子）が結合したハイブリッド準粒子を介した、マイクロ波の一方向透過（マジックミラー効果）が通信の分野で注目されています。しかしながら、これまでは低温や大型の共振器や複雑な構造を必要とする場合が多く、室温動作、小型化、自由空間での応用には課題がありました。東北大学大学院理学研究科の三田健太郎大学院生、同大学高度教養教育・学生支援機構の児玉俊之特任助教（高等研...

Beyond 5Gなどの次世代無線通信では、高周波帯の電磁波を用いた高速・大容量通信の実現に向けて、電磁波を放射する方向（ビーム方向）を柔軟に制御できるアンテナ技術が求められています。東北大学大学院工学研究科の今野佳祐准教授らは、英国サリー大学のGabriele Gradoni教授らとの共同研究により、モーター分野で用いられている磁気ギアを応用し、非接触で駆動可能なパターンリコンフィギャラブル八木・宇田アンテナを開発しました。本アンテナは360°全周囲に渡って、ほぼ同一強度でビーム走査が可能です。簡素な構造により、従来の可変アンテナで課題となっていた構造の複雑化や電磁波の減衰を抑制...

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...

金沢大学理工研究域電子情報通信学系の尾崎光紀准教授、八木谷聡教授、松田昇也准教授、学術メディア創成センターの笠原禎也教授、東北大学大学院理学研究科の笠羽康正教授、京都大学生存圏研究所の大村善治特任教授、マグネデザイン株式会社の疋島充氏、宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所の村上豪助教、プラズマ物理学研究所（フランス）の共同国際研究グループは、水星で観測された電磁波現象のコーラス放射が、地球磁気圏（地球の磁場が支配する宇宙空間の領域）で長年観測されてきたものと類似した周波数変化の特徴を持ち、惑星間での電磁波現象の共通性があることを明らかにしました。2021～2025年の...

2-テトラゼンは、窒素原子が4つ直線的に連なった構造をもつ化合物群で、エネルギー材料などの用途が研究されています。しかし、その一電子酸化（注4）で生じるテトラゼンラジカルカチオンは、これまで分光学（注5）的な手法で存在が確認されるのみで、単離や構造決定には至っていませんでした。東北大学大学院薬学研究科の岩渕好治 教授、笹野裕介 准教授、大城彩里 大学院生らの研究グループは、アダマンタン（注6）...

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...

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（注4）ロケット」は、次世代の低コスト宇宙輸送手段として注目されています。しかし、姿勢制御の困難さや、ビームの発散、大気密度の低下、さらにはビームを繰り返し照射した際の推力低下などの課題がありました。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「マイクロ波駆動管内加速器」による推...

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...

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...

このたび、金沢大学、東北大学、東京大学、京都大学、名古屋大学、九州工業大学、および情報通信研究機構の共同研究グループは、宇宙航空研究開発機構（JAXA）の超小型衛星ミッション公募に超小型衛星計画を提案し、採択されました。採択された衛星プロジェクト『宇宙天気の三次元計測と能動的放射線帯制御に向けたプラズマ波動の長距離伝搬機構の解明』は、宇宙環境の変動を引き起こす自然電磁波が広い宇宙空間に伝わっていく仕組みを超小型衛星観測によって解明し、宇宙環境変動の理解を通して将来の安全な宇宙利用に貢献する計画です。2027年初頭の開発完了を目標に、金沢大学理工研究域先端宇宙理工学研究...

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...