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研究キーワード：東京大学における「材料設計」 に関係する研究一覧：31件
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発表日：2026年4月14日
1
国際的で大規模な第一原理計算・熱伝導データベースを構築
―高精度データとAIを活用した熱機能材料探索に期待―
東京大学大学院工学系研究科の塩見淳一郎教授、統計数理研究所の大西正人特任准教授（兼：東京大学大学院工学系研究科客員研究員）、同研究所の吉田亮教授、物質・材料研究機構の只野央将グループリーダー、東京大学大学院情報理工学系研究科（兼：同大学情報基盤センター）の鈴村豊太郎教授、同大学情報基盤センターの華井雅俊特任助教、ノートルダム大学のLUO Tengfei教授、ナンヤン理工大学のHIPPALGAONKAR Kedar准教授、カーネギーメロン大学のMCGAUGHEY Alan教授、オークリッジ国立研究所のLINDSAY Lucas上級研究員、パデュ―大学のRUAN Xiulin教授、南カロライナ大...
キーワード：データ駆動/AI/オープンデータ/グラフニューラルネットワーク/ニューラルネットワーク/機械学習/最適化/情報基盤/人工知能（AI）/分散計算/スケーリング則/準粒子/スケーリング/データベース化/輸送特性/データ解析/材料科学/材料データベース/マテリアルズ・インフォマティクス/熱電変換材料/DFT/フォノン/電子デバイス/無機材料/材料特性/材料設計/磁性材料/電子構造/電子状態/電池/熱電材料/熱電変換/スピン/スピントロニクス/ニューラルネット/機能性材料/構造最適化/自動化/振動モード/振動特性/大規模計算/第一原理/第一原理計算/動特性/熱伝導/熱伝導率/熱輸送/密度汎関数理論/量子力学/インフォマティクス/機能材料/機能性/結晶構造/寿命/予測モデル/コミュニティ
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：2026年4月2日
2
複雑対称性をもつ格子を自在に組み上げる新原理
―双対対称性誘導（Dual-Symmetry-Guided）法の確立―
東京大学先端科学技術研究センターの田中 肇特任研究員／東京大学名誉教授、復旦大学のタン ペン教授のグループ、南京大学のマー ユーチャン教授らとの国際共同研究により、複雑な回転対称性をもつ格子構造を、単純な等方的粒子間相互作用のみで自己組織化させる新しい理論原理「...
キーワード：視認性/トラスト/複雑性/タイリング/BEC/トポロジー/幾何学/対称性/超固体/超流動/閉じ込め/周期性/相転移/内部構造/数値シミュレーション/構造形成/自己組織/弾性率/トレードオフ/トポロジカル/静電相互作用/材料科学/テンプレート/バンドギャップ/フォトニクス/リソグラフィー/光通信/準結晶/双極子/波動伝播/コロイド粒子/メタマテリアル/アモルファス/材料設計/電子状態/コロイド/シミュレーション/センサー/トラップ/レーザー/機能性材料/屈折率/結晶化/光センサー/構造設計/自己修復/周波数/半導体/半導体レーザー/非接触/力学的特性/光ピンセット/機能性/干渉効果/結晶構造/組織化/可塑性/生体分子
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2026年4月1日
3
光誘起相転移の“ゆりかご”を発見！
ー世界初の超高速X線吸収分光とX線回折分光の超高速同時モニタリングー
東京大学大学院理学系研究科の大越慎一教授、レンヌ大学のエリック・コレット教授とマルコ・カンマラータ研究員、筑波大学数理物質系の所裕子教授らからなるフランスCNRS国際共同研究所DYNACOM（Dynamical Control of Materials） の研究チームは、米国SLAC国立加速器研...
キーワード：結晶格子/X線吸収分光/X線自由電子レーザー/パルス/光誘起相転移/時間分解/自由電子レーザー/準粒子/相転移現象/対称性/超高速現象/物質科学/X線回折/ルビジウム/加速器/相転移/放射光/スペクトル/金属錯体/光応答性/電子移動/光応答/光機能性材料/結合状態/光機能/電子励起/マンガン/ポーラロン/メモリ/光スイッチ/光スイッチング/光デバイス/光メモリ/光励起/超短パルス/物性制御/量子デバイス/カーボンニュートラル/光照射/体積変化/熱力学/局所構造/材料設計/電気伝導/電子状態/カーボン/核生成/電気伝導性/コバルト/ダイナミクス/ピコ秒/フェムト秒/マルチスケール/モニタリング/レーザー/機能性材料/金属イオン/実証実験/電荷移動/電子ビーム/分解能/量子力学/機能材料/機能性/結晶構造/構造変化
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：2026年2月14日
4
結晶のような新しいガラスの秩序状態を発見
―対称性を破らずに結晶の性質をもつ「理想非結晶」を実現―
東京大学端科学技術研究センターの田中 肇 名誉教授らの研究グループは、中国科学技術大学、復旦大学などとの国際共同研究により、従来の「結晶―非晶質」という枠組みを超える新しいガラスの秩序状態「理想非結晶（Ideal Noncrystals）」を発見しました。固体は通常、周期構造をもつ結晶か、無秩序な構造をもつガラス（非晶質）に分類されます。1980年代には、周期性をもたないにもかかわらず長距離方位秩序をもつ...
キーワード：最適化/自由エネルギー/コヒーレント/幾何学/相関関数/対称性/閉じ込め/揺らぎ/エントロピー/ガラス転移/スケーリング/異方性/周期性/相分離/内部構造/スペクトル/モンテカルロ法/数値シミュレーション/密度ゆらぎ/ジエン/高分子/対称性の破れ/熱物性/フォノン/準結晶/状態密度/非晶質/せん断/秩序構造/透明性/熱力学/アモルファス/金属ガラス/材料設計/コロイド/シミュレーション/結晶化/構造最適化/周波数/振動モード/耐食性/動力学/熱伝導/熱伝導率/ガラス状態/結晶構造/ゆらぎ
他の関係分野：情報学数物系科学化学工学総合生物農学
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発表日：2026年2月5日
5
科学論文の図表を読み解き、有効に利活用するAIワークフローDIVEを開発
―水素貯蔵材料等の研究を加速―
近年、データ駆動型人工知能（AI）は、新しい材料探索を効率よく行うことができる技術として注目されています。しかし、材料研究の重要な実験データは、論文中の図に画像化された状態で存在することが多く、有効に利用することが難しい状況でした。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の李昊（Hao Li）教授、折茂慎一 所長（同大学金属材料研究所 教授）、東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教らの研究チームは、科学論文中の図表から実験データを体系的に読み取り、科学的に解釈した上で構造化できるマルチエージェントAIワークフローDIVEを開発しました。さらに、水素貯蔵材料...
キーワード：データ駆動/ベンチマーク/マルチモーダル/AI/エージェント/タスク/マルチエージェント/ワークフロー/機械学習/言語モデル/人工知能（AI）/閉じ込め/材料科学/材料データベース/クリーンエネルギー/材料特性/材料設計/電池/熱電材料/金属材料
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2月3日
6
可視光照射で長く光る亜鉛化合物を開発
――「空(から)」の軌道を利用し、亜鉛に可視光機能を付与――
東京大学大学院工学系研究科の岩本 秀光 大学院生、生産技術研究所の砂田 祐輔 教授、和田 啓幹 助教らによる研究グループは、可視光を吸収し、2ミリ秒と長く発光し続ける分子状の亜鉛化合物の合成に成功しました。 本研究では亜鉛のもつ「空（から）」の軌道を効果的に利用する新しい分子設計を取り入れることにより、従来の亜鉛化合物の課題であった可視光の吸収と長く持続する発光を同時に達成しました。さらに、可視光吸収と長く持続する発光の同時実現により、可視光源を利用した光化学反応が可能となり、実際に青色LEDを利用した化学反応への応用にも成功しました。 以上の結果は、亜鉛化合物...
キーワード：価値創造/金属元素/光エネルギー/光物性/高エネルギー/物質科学/軽元素/光触媒反応/励起状態/光化学/光反応/触媒反応/光応答/光機能性材料/生産技術/光機能/貴金属/可視光/光デバイス/光吸収/生体適合性/持続可能/光照射/発光ダイオード（LED）/光機能材料/光触媒/材料設計/機能性材料/持続可能性/励起子/機能材料/機能性/寿命/亜鉛錯体/創薬/配位子/分子設計
他の関係分野：複合領域環境学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：2026年2月3日
7
硬さのむらがつくる結晶表面のしわ模様
──柔らかな多孔性結晶にて生じる新奇な異常動的スケーリング則──
東京大学大学院総合文化研究科の光元亨汰助教と、鳥取大学大学院工学研究科の高江恭平准教授らによる研究グループは、金属有機構造体(Metal-Organic Framework; MOF) などの柔らかな多孔性材料において、分子吸着に伴って生じる「弾性の不均一性（硬さの違い）」が、吸着の進行過程と形状変化を支配することを、理論モデルに対するコンピュータシミュレーションによって明らかにしました。分子が吸着すると結晶の一部分のみが硬く（または柔らかく）なり、周囲との硬さに差が生じます。本研究では、この硬さの差が、不均一な応力を生み出し、硬い領域に挟まれた柔らかい表面に「しわ」を形成...
キーワード：スケーリング則/統計物理/統計物理学/スケーリング/多孔性結晶/高分子/多孔性配位高分子/配位高分子/有機分子/金属有機構造体/分子吸着/ガスセンサー/材料設計/ガス分離/シミュレーション/センサー/センシング/ダイナミクス/環境問題/金属イオン/二酸化炭素/生体内/結晶性/不均一性
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：2026年1月21日
8
温度差から電気を生み出す分子の設計に新たな指針
ー電解液中の水素結合の「強さ」と「乱雑さ」が相関することを証明ー
東京大学大学院理学系研究科の山田鉄兵教授と、周泓遥助教らの研究グループは、低温排熱や体温を利用した発電が可能になるとして近年注目されている熱化学電池 に用いられる酸化還元活物質について、温度差から生み出される電圧が大きくなる分子構造の特徴と、電解液に添加する溶媒が電圧に与える効果を明らかにしました（図...
キーワード：相補性/統計力学/量子化/エントロピー/分子構造/量子化学/量子化学計算/アニオン/キノン/酸化還元反応/活性種/電解液/還元反応/熱力学/材料設計/電池/熱電変換/ポリマー/酸化還元/電気化学/アルコール/リガンド/電気化学測定/分子設計
他の関係分野：数物系科学化学工学
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発表日：2026年1月16日
9
高分子溶液が分かれると、イオンも分かれる新原理を発見
──反発するはずの生体分子が「同じ相に集まる」仕組みを解明──
東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻の柳澤実穂 准教授（附属先進科学研究機構／生物普遍性連携研究機構／大学院理学系研究科 准教授）、作田浩輝 特任助教（生物普遍性連携研究機構 特任助教）、ならびに教養学部の赤嶺柚希学部学生からなる研究グループは、高分子混合溶液が分離すると、共存するイオンも相に偏って分配・濃縮されるという新しい物理化学原理を明らかにしました。 2種類の高分子を混合した水溶液は、濃度や温度などの条件に応じて液‐液相分離を起こし、たとえばポリエチレングリコール（PEG）に富む溶液中に、デキストラン（Dex）に富む液滴が形成されます。本研究で...
キーワード：水溶液/普遍性/エントロピー/相分離/高分子/高分子ゲル/反応場/物理化学/分子集合体/機能分化/ポリエチレン/選択性/材料設計/機能性材料/光プローブ/高分子材料/ポリエチレングリコール(PEG)/エチレン/機能性/RNA/カチオン/プローブ/蛍光プローブ/生体分子/分子集合
他の関係分野：数物系科学化学生物学工学総合生物農学
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発表日：2025年12月20日
10
大規模言語モデルで専門家のように材料空間を探索
――自律性と解釈性を備えた無機材料設計のためのAIエージェントを開発――
東京大学大学院工学系研究科の高原 泉 大学院生（博士後期課程）、同大学 生産技術研究所 溝口 照康 教授、モントリオール大学・Mila - Quebec AI InstituteのBang Liu 准教授らの研究グループは、大規模言語モデル（Large Language Model; LLM）の高い推論能力に着目し、目標特性を持つ無機結晶材料を、自然言語による説明を出力しながら自律的に探索・設計する生成AIフレームワーク「MatAgent」を開発しました。 新材料開発は、エネルギー産業や半導体産業など様々な産業分野における技術革新と持続可能な社会の実現を支える鍵であり、...
キーワード：確率モデル/生成モデル/AI/インタラクション/エージェント/タスク/フレームワーク/言語モデル/自然言語/人工知能（AI）/金属元素/カドミウム/持続可能社会/物質科学/ACT/材料科学/生産技術/新物質/持続可能/無機材料/テキストデータ/材料特性/自律性/熱力学/半導体産業/材料設計/アクチノイド/エンジン/フィードバック/環境問題/半導体/長期記憶/結晶構造/技術革新/知識ベース/妥当性/予測モデル/短期記憶
他の関係分野：情報学環境学数物系科学工学総合生物農学
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発表日：2025年11月11日
11
AIの力で複雑なスペクトルの自動解析が可能に！
～X線データから材料の構造・欠陥・電子状態を高精度で判別～
東京理科大学大学院 先進工学研究科 マテリアル創成工学専攻 修士2年の長谷川 礼佳氏、同Varadwaj Arpitaポスドク研究員、山崎 貴大助教、小嗣 真人教授、東京大学 物性研究所の新部 正人特任研究員、堀尾 眞史助教、松田 巌教授、東京科学大学 総合研究院の安藤 康伸准教授、筑波大学 数理物質系の近藤 剛弘教授、の共同研究グループは、教師なし機械学習（＊1）の一つであるUMAP（＊2）を用いた解析モデルを開発し、複雑な...
キーワード：高次元データ/データ駆動/類似度/アルゴリズム/クラスタリング/スーパーコンピュータ/機械学習/主成分分析/人工知能（AI）/多様体/X線吸収分光/トポロジー/光電子分光/低次元/非線形/物性理論/ノイズ/軟X線/分光学/スペクトル/吸収スペクトル/有機分子/結合状態/電子物性/電子分光/分子吸着/h-BN/状態密度/半導体デバイス/分光測定/ナノシート/局所構造/材料設計/電子構造/電子状態/電池/燃料電池/シミュレーション/センサー/解析モデル/自動化/第一原理/第一原理計算/電荷移動/導電性/半導体/微細構造/密度汎関数理論/量子力学/ホウ素/結晶構造/SPECT/スマートフォン
他の関係分野：情報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8日
12
セラミックスにおける新拡散メカニズムを発見
―セラミックスの焼結メカニズムの解明と新たな粒界設計指針の構築―
東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の幾原 雄一 東京大学特別教授（兼：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）教授）、柴田 直哉 教授、フウ ビン 特任准教授、二塚 俊洋 特任研究員らのグループは、原子分解能電子顕微鏡法と理論計算（シミュレーション、注2）を駆使することにより、原子が結晶粒界を拡散（注4）する際の新しいメカニズムを明らかにしました。セラミックスを焼結する際には、さまざまな元素を添加することで、焼結の促進や、微細構造の制御が行われています。焼結の進行に伴い、添加元素が粒界を拡散することは知られていますが、これらの元素が粒界中のどの原子位置...
キーワード：位置情報/産学連携/特性X線/拡散現象/拡散過程/時間分解/多結晶/多結晶体/X線分光/超原子/電子線/材料科学/原子分解能/原子分解能電子顕微鏡/走査透過型電子顕微鏡/エネルギー効率/持続可能/構造モデル/材料特性/STEM/アルミナ/イオン伝導/チタン/活性化エネルギー/原子構造/原子配列/材料設計/相変態/粒界偏析/アルミニウム/シミュレーション/その場観察/結晶粒界/第一原理/第一原理計算/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/熱伝導/微細構造/分解能/機能材料/空間分解能/構造変化
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農学
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発表日：2025年10月18日
13
セラミックス粒界における高速原子拡散の直接観察に成功
―セラミックスの焼結メカニズムの解明と新たな粒界設計指針の構築―
東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の幾原雄一東京大学特別教授（兼：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）教授）、柴田直哉教授、石川亮特任准教授、二塚俊洋特任研究員らのグループは、名古屋大学の松永克志教授、横井達矢准教授と共同で、原子分解能電子顕微鏡法と理論計算（シミュレーション、注2）により、原子が結晶粒界に沿って高速拡散（注4）する機構を明らかにしました。セラミックスの多結晶体に極微量の添加元素を導入すると、さまざまな材料物性の性能を向上させることができます。これまでに、結晶粒界が添加元素の高速拡散経路であることは知られていましたが、原子レベルでの...
キーワード：アルゴリズム/スーパーコンピュータ/ニューラルネットワーク/機械学習/産学連携/結晶格子/拡散過程/時間分解/物質科学/多結晶/多結晶体/超原子/時間分解能/電子線/電子輸送/材料科学/原子分解能/原子分解能電子顕微鏡/走査透過型電子顕微鏡/構造モデル/材料特性/STEM/イオン伝導/活性化エネルギー/原子構造/原子配列/材料設計/粒界偏析/アルミニウム/シミュレーション/ニューラルネット/格子欠陥/結晶粒界/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/透過電子顕微鏡/動力学/熱伝導/分解能/分子動力学/量子力学/空間分解能/分子動力学計算
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
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発表日：2025年10月9日
14
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：量子計算/先端技術/空間分布/計算量/イリジウム酸化物/シュレーディンガー方程式/スピン液体/パイロクロア/バンド構造/フラストレーション/異常ホール効果/幾何学/軌道角運動量/強い相互作用/原子核/高エネルギー/量子コンピュータ/量子スピン/SPring-8/X線回折/ホール効果/観測手法/希土類元素/放射光/放射光X線/磁場/超伝導/分子性結晶/量子スピン液体/イリジウム/遷移金属/蛍光体/光通信/発光材料/希土類/材料設計/電子状態/スピン/スピントロニクス/レアアース/金属材料/酸化物/自動車/数値解析/第一原理/第一原理計算/電気自動車/量子力学/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/分子設計/スマートフォン
他の関係分野：情報学複合領域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10月7日
15
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～
■従来の課題熱伝導率は固体中で熱がどれだけ効率よく伝わるかを表す指標です。この熱の担い手（熱キャリア）は、金属では電子、半導体や絶縁体では格子振動の準粒子であるフォノンが主役とされています。現在の熱工学では、熱キャリアの輸送特性を解明・制御することで熱伝導率や界面の熱抵抗を制御する取り組みがあり、特にフォノンの輸送・散乱に着目した熱伝導制御はフォノンエンジニアリングと銘打たれて数十年にわたって盛んに研究されています。電子・フォノン以外の熱キャリアの寄与も存在しますが、ほとんどの物質ではその寄与は非常に小さく、観測できたとしても極低温といった極限環境に限られることから、無視されることが...
キーワード：金属元素/環境技術/結晶格子/パルス/マグノン/拡散過程/集団運動/準粒子/輸送現象/揺らぎ/ガドリニウム/素粒子/鉄合金/放射光/輸送特性/強磁性金属/磁性体/パルスレーザー/フォノンエンジニアリング/熱物性/反射率/ガーネット/キャリア/スピン流/ナノデバイス/フォノン/界面熱抵抗/強磁性/光デバイス/光通信/絶縁体/超短パルス/半金属/省エネ/温度依存性/材料設計/電気伝導/熱拡散/コバルト/スピン/スピントロニクス/ナノメートル/ナノ材料/フェムト秒/マイクロ/マイクロ波/レーザー/極低温/酸化物/集積回路/省エネルギー/積層構造/熱工学/熱伝導/熱伝導率/熱輸送/半導体/非接触/微細構造/極限環境/超短パルスレーザー/結晶構造/層構造
他の関係分野：環境学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10月5日
16
ゴムの鋭い亀裂は粘弾性から生じる
～ノーベル賞受賞者30年来の理論を証明～
ゴムが一瞬で壊れる「高速破壊」時に、なぜ亀裂先端が鋭くとがるのかは長年未解明だった。ノーベル物理学賞受賞者ド・ジェンヌ博士が提唱した「粘弾性トランペット理論」を連続体力学の基礎方程式から初めて導き、ゴムの基本的性質である粘弾性だけで鋭化が生じることを数学的に証明した。タイヤから医療材料まで、幅広いポリマー材料の破壊制御や耐久性向上の理論的基盤となることが期待される。JST 戦略的創造研究推進事業において、大阪大学 大学院基礎工学研究科の長滝谷 北斗 大学院生（博士後期課程）、小林 舜典 助教、垂水 竜一 教授とZEN大学 知能情報社会学部 作道 直幸 ...
キーワード：価値創造/医療機器/多様体/微分方程式/偏微分方程式/ソフトマター/トポロジー/厳密解/超伝導体/非線形/スケーリング/動的破壊/粘弾性緩和/磁場/数値計算/超伝導/液晶/高分子/高分子ゲル/浸透圧/磁性体/カテーテル/防振/安全・安心/持続可能/熱力学/連続体力学/環境負荷低減/材料設計/シミュレーション/ひずみ/プラスチック/ポリマー/マルチスケール/環境負荷/航空機/高分子材料/持続可能性/自動車/耐久性/長寿命化/動力学/粘弾性/破壊力学/廃棄物/非線形効果/ガラス状態/緩和時間/関節/人工関節/寿命
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発表日：2025年9月4日
17
単一の半導体材料にて正孔と電子の異なる輸送異方性を実証
―分子半導体における理論予測を実証し、次世代電子デバイス開発の新たな指針を提示―
東京大学大学院新領域創成科学研究科の伊藤雅聡大学院生（研究当時）、同大学物性研究所の藤野智子助教（研究当時、現：同研究所 リサーチフェロー、横浜国立大学 准教授、科学技術振興機構 さきがけ研究者）、森初果教授、産業技術総合研究所の東野寿樹主任研究員、東京理科大学の菱田真史准教授の研究チームは、独自に開発した単一のアンバイポーラ（両極性）分子半導体において、正の電荷を持つ「正孔」と負の電荷を持つ「電子」がそれぞれ全く異なる方向に流れやす...
キーワード：再生可能エネルギー/高エネルギー/異方性/加速器/素粒子/放射光/輸送特性/太陽/ディスプレイ/分子配向/有機太陽電池/有機半導体/磁性体/電荷移動錯体/電子輸送/有機伝導体/有機電界効果トランジスタ/有機分子/電荷分離/キャリア/キャリア輸送/トランジスタ/フレキシブル/光吸収/絶縁体/単一分子/電界効果トランジスタ/電子デバイス/半導体材料/分子配列/有機EL/有機材料/電荷輸送/材料設計/太陽電池/単結晶/電界効果/電池/センサー/フレキシブルデバイス/結晶方位/積層構造/電荷移動/導電性/半導体/論理回路/配向性/機能性/結晶構造/技術革新/結晶性/プロトン/層構造/オリゴマー/プロトン移動
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発表日：2025年8月24日
18
世界初！白金酸化物で新規層状物質群を創出
―計算支援による高圧物質開発の革新―
大阪大学大学院基礎工学研究科の小林康仁さん(博士後期課程)、髙橋英史准教授、石渡晋太郎教授らの研究グループは、東京大学大学院新領域創成科学研究科の鬼頭俊介助教らと共同で、白金酸化物においてルチル型構造※1を層母体とした世界初の層状ホモロガス系列※2Na(PtO2)2n+1 (n = 1, 2)の合成、及びその構造同定に成功しました。これは酸化物の構造に関する知見をベースとした第一原理計算※3による構造安定性予測と、超高圧合成を組み合わせることで得ら...
キーワード：最適化/高エネルギー/準安定/遷移金属酸化物/SPring-8/X線回折/加速器/超高圧/放射光/磁場/超伝導/強相関/物質設計/材料科学/準安定相/新物質探索/アルカン/イオン伝導体/貴金属/高圧合成/新物質/遷移金属/熱電変換材料/ペロブスカイト/高温超伝導/層状物質/超伝導材料/持続可能/還元反応/持続可能な開発/二酸化チタン/イオン伝導/チタン/固体化学/材料設計/酸化チタン/単結晶/電池/熱電変換/スピン/スピントロニクス/メタン/機能性材料/金属酸化物/酸化物/第一原理/第一原理計算/電磁波/量子力学/機能性/結晶構造/ナトリウム/ナノテクノロジー/カルシウム/バイオテクノロジー/ラット
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2025年6月27日
19
「横型トムソン効果」の観測に世界で初めて成功
ートムソン効果発見から170年 新原理により次世代熱マネジメント技術の創出へー
■従来の課題熱力学や電磁気学の開拓者の1人であるウィリアム・トムソンの名を冠するトムソン効果は、ゼーベック効果とペルチェ効果と並ぶ基本的な熱電効果の一つであり、金属や半導体に熱流と電流を同じ方向に流した際に吸熱または発熱が発生する現象です（図１a-c）。これらの現象は、熱流（または温度勾配）と電流が平行であるため"縦型"熱電効果と呼ばれます。一方、ネルンスト効果やエッチングスハウゼン効果と呼ばれる熱流と電流が直交した方向に変換される"横型"熱電効果が、シンプルな素子構造で動作する熱マネジメント原理として近年注目を集めています（図１d, e）。現在も世界中で縦型および横型熱電効果に...
キーワード：モノのインターネット（IoT）/ネルンスト効果/ビスマス/温度勾配/熱電効果/フーリエ解析/磁場/数値シミュレーション/赤外線/太陽/太陽光/アンチモン/エッチング/磁性体/温度分布/材料科学/環境発電/熱電素子/マネジメント/計測技術/熱力学/材料設計/赤外線カメラ/熱電変換/システム工学/シミュレーション/スピン/スピントロニクス/センサー/温度制御/周波数/集積回路/電磁波/半導体/機能性/サーモグラフィ
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2025年6月19日
20
アモルファス材料に潜む構造欠陥を解明
―機械的異方性の起源を粒子構造から明らかに―
東京大学先端科学技術研究センター極小デバイス理工学分野の田中 肇 シニアプログラムアドバイザー（特任研究員）/同大学名誉教授と松山湖材料実験室のフー ユアンチャオ 教授の研究グループは、ガラスなどのアモルファス材料にひそむ局所的な「欠陥」の正体を世界で初めて粒子レベルで明らかにし、それが材料の壊れやすさや強さに大きく影響していることを発見しました。アモルファス材料は、内部構造がランダムで不規則なため、結晶のように目に見える形で「欠陥」を捉えることができず、これまでその正体は謎に包まれていました。...
キーワード：物性物理/分子動力学シミュレーション/揺らぎ/異方性/内部構造/弾性率/高分子/材料科学/生産技術/ナノデバイス/メモリ/状態密度/せん断/体積変化/アモルファス/機械的性質/局所構造/金属ガラス/材料設計/核生成/シミュレーション/ダイナミクス/ナノサイズ/ナノスケール/ナノ材料/結晶化/光学素子/高分子材料/周波数/振動モード/動力学/熱伝導/分子動力学/振動現象/トレーニング/寿命
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発表日：2025年6月9日
21
鮮やかな色変化をする相転移のメカニズムを超高速分光で解明！
長年謎だった光誘起電荷移動型スピン転移現象の しくみが明らかに
東京大学大学院理学系研究科の大越慎一教授らと仏レンヌ大学物理学研究所 のエリック・コレット教授らの共同研究チームは、電荷移動（Charge transfer: CT） とスピン転移（Spin transition: ST） が共存する光誘起相転移材料において、光照射によって電荷移動が先に起こり、次いでスピン転移が起こることをフェムト秒レ...
キーワード：最適化/情報通信/結晶格子/X線自由電子レーザー/パルス/光誘起相転移/時間分解/自由電子レーザー/相転移現象/超高速ダイナミクス/レーザー加熱/磁化率/相転移/放射光/スペクトル/近赤外/鉄錯体/ピリジン/吸収スペクトル/材料科学/タングステン/遷移金属/フォノン/メモリ/光スイッチ/光スイッチング/光メモリ/光励起/超高速分光/電子デバイス/分光測定/温度依存性/光照射/体積変化/発光ダイオード（LED）/材料設計/磁気特性/電子状態/ヒステリシス/コバルト/スピン/ダイナミクス/ピコ秒/フェムト秒/フェムト秒レーザー/レーザー/機能性材料/金属イオン/光学測定/振動モード/相変化/電荷移動/熱処理/光刺激/機能性/結晶構造/情報通信技術/寿命/構造変化
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発表日：2025年5月16日
22
酸素原子のわずかな「ズレ」で磁石を反転
―強磁性ワイル酸化物「単層」における高効率磁化反転で低消費電力磁気メモリへ道を拓く―
東京大学大学院工学系研究科の堀内皓斗大学院生（博士課程2年）、金田（髙田）真悟大学院生（博士課程3年：研究当時）、田中雅明教授、大矢忍教授らのグループと、日本電信電話株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：島田明、以下、NTT）は、国立研究開発法人日本原子力研究開発機構の荒木康史研究副主幹、家田淳一グループリーダー、北海道大学大学院情報科学研究院の山ノ内路彦准教授、熊本大学半導体・デジタル研究教育機構の佐藤幸生教授らと共同で、SrRuO3（以下、SRO）というワイル半金属と呼ばれる特殊な磁石の薄膜に電流を流すだけで、その磁化（N極とS極）の向きを反転させる...
キーワード：低消費電力化/コンピューティング/自動運転/機械学習/最適化/人工知能（AI）/重金属/スピンホール効果/スピン軌道相互作用/ワイル半金属/磁気抵抗/準粒子/ホール効果/軽元素/検出器/磁場/磁気モーメント/磁性体/貴金属/MRAM/スピン軌道トルク/スピン流/ニューロモルフィック/ペロブスカイト/メモリ/可視光/強磁性/高電圧/磁化反転/絶縁体/半金属/省エネ/強磁性体/材料設計/単結晶/電気伝導/スピン/スピントロニクス/トルク/トンネル/金属材料/原子力/酸化物/省エネルギー/低消費電力/電子ビーム/電子顕微鏡/透過電子顕微鏡/半導体/分解能/膜構造/論理回路/光学顕微鏡/機能性/層構造/ニューロン/神経細胞
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発表日：2025年5月15日
23
欲しい物質を自動的・自律的に合成する
デジタル技術と自動化・自律化で切り拓く化学・材料研究の新時代
東京大学大学院理学系研究科 化学専攻の一杉太郎教授（東京科学大学 特任教授兼任）、小林成助教、清水亮太准教授（研究当時 現：分子科学研究所 教授）らは、東京科学大学物質理工学院 応用化学系の西尾和記特任准教授、相場諒特任助教（現（株）リガク所属）、日本電子（株）、（株）堀場製作所、（株）リガク、（株）島津製作所、（株）デンソーウェーブ、（株）パスカル、（株）テクトスとともに、機械学習機械学習とロボット技術を活用した自動・自律実験システム（デジタルラボラト...
キーワード：アーキテクチャ/スケーラビリティ/ハードウェア/最適化アルゴリズム/通信プロトコル/ガウス過程/コンピューティング/データ駆動/データ駆動科学/学習アルゴリズム/教師なし学習/アルゴリズム/クラウド/クラウドコンピューティング/ソフトウェアアーキテクチャ/タスク/プログラミング/プログラミング言語/プロトコル/モジュール化/モノのインターネット（IoT）/ワークフロー/音声認識/画像認識/機械学習/強化学習/最適化/人工知能（AI）/先端技術/システム開発/創造性/パートナーシップ/産学連携/化学物質/結晶格子/情報発信/データ収集/高エネルギー/物性物理/X線回折/ノイズ/元素分析/最適化問題/多結晶/多結晶体/X線分光/データ解析/化学組成/分子構造/ケイ素/ディスプレイ/耐熱性/ラマン/材料科学/走査型電子顕微鏡/元素戦略/新物質/可視光/電子デバイス/半導体デバイス/半導体材料/有機材料/デジタル化/最適化手法/省エネ/人口減少/無機材料/材料特性/紫外線/情報交換/アルミナ/エピタキシャル/エピタキシャル薄膜/固体化学/材料設計
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発表日：2025年4月25日
24
色の変化で力を可視化するウェアラブルセンサの開発
――感度の限界を突破！異方性制御で力に反応するスマート素材を高感度に――
東京大学 生産技術研究所の杉原 加織 准教授と、深圳先進技術研究院のガルッチ マッシミリアノ 准教授らによる共同研究グループは、色の変化で力を可視化するウェアラブルセンサを開発しました。本研究では、これまで見過ごされてきた材料設計の鍵である「面内異方性」に着目し、力を印加することで色を変化させるメカノクロミックポリマーであるポリジアセチレンの力感受性を、最大14倍に高めることに成功しました。独自に開発した、x, y, z 方向の力を定量化できるナノ摩擦力／蛍光複合顕微鏡の合体装置を用いて、ポリマー主鎖に対して垂直方向に力を加えることで、ナノスケールで反応が連鎖する"ドミ...
キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/医療機器/異方性/ポリジアセチレン/メカノクロミズム/高分子/ホスファチジルコリン/生産技術/アセチレン/紫外線/材料設計/電池/ナノスケール/ナノメートル/ポリマー/ロボティクス/金属イオン/摩擦力/食品安全/ソフトロボティクス/蛍光顕微鏡/刺激応答性/生体分子/脂質
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発表日：2025年4月17日
25
不純物輸送が拓く結晶成長の二つの道
東京大学先端科学技術研究センターの田中肇 シニアプログラムアドバイザー（特任研究員）／東京大学名誉教授、復旦大学 ホアン ガオ キョン 博士、ファン ファン 博士、シャン ドン 博士、チェン イェンシュアン 博士、タン ペン 教授の国際共同研究グループは、単一粒子レベルで不純物の輸送を可視化し、結晶成長のダイナミクスに対して不純物がどのような影響を与えるかについて、研究を行いました。これまで、不純物の輸送が結晶成長に及ぼす影響を粒子レベルで理解することは、結晶化が物理科学や工業分野において重要なプロセスであるにもかかわらず、実験的に困難でした。 研究グループは、...
キーワード：トラスト/最適化/熱揺らぎ/揺らぎ/ガラス転移/異方性/核形成/光学材料/材料科学/過冷却/非晶質/アモルファス/じん性/金属ガラス/材料設計/核生成/コロイド/シミュレーション/ダイナミクス/ポリマー/レーザー/機能性材料/結晶化/結晶成長/構造制御/半導体/微細構造/分解能/ガラス状態/機能性/結晶構造/共焦点顕微鏡/動的構造
他の関係分野：情報学数物系科学化学工学総合生物農学
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発表日：2025年3月25日
26
新材料「熱電永久磁石」で世界最高電力密度の横型熱電発電に成功
～磁石を用いた革新的省エネ・創エネ技術へと前進～
■従来の課題従来の熱電モジュールでは、ゼーベック効果と呼ばれる熱流と同じ向きに電流が発生する"縦型"熱電効果が採用されており、材料性能指数zTが高い一方、熱流と電流の経路を分けるためにモジュール構造が複雑化してしまうという課題があります。そこで近年、モジュール構造を大幅に簡略化できるため、熱流と直交方向に電流が発生する"横型"熱電効果が注目を集めています。しかし、これまで知られていた横型熱電材料のzTは縦型熱電材料に比べて非常に低いという問題がありました。■成果のポイント当研究グループは、サマリウム・コバルト（SmC...
キーワード：最適化/情報学/産学連携/ネルンスト効果/ビスマス/温度勾配/熱電効果/テクトニクス/磁場/太陽/アンチモン/磁性体/接合界面/環境発電/省エネ/マネジメント/材料設計/磁性材料/太陽電池/電気伝導/電池/熱電材料/熱電変換/コバルト/システム工学/スピン/スピントロニクス/永久磁石/温度制御/構造設計/最適設計/自動車/制御工学/積層構造/耐久性/電気伝導率/熱伝導/熱伝導率/半導体/複合材/複合材料/エネルギー変換/層構造
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発表日：2025年3月25日
27
ジャイロイド金属有機構造体における圧電転移を発見
―仲間外れの点群から新たな機能を創出―
東京大学大学院新領域創成科学研究科の鬼頭俊介助教、徳永祐介准教授、有馬孝尚教授、同大学物性研究所の石川孟助教らの研究グループは、名古屋大学、高輝度光科学研究センター、名古屋工業大学、理化学研究所と共同で、ジャイロイド構造を持つ金属有機構造体（MOF、注2）において、新しいタイプの圧電転移を発見しました。応力を加えると電気分極（注4）を示す圧電体は、私たちの日常生活において欠かせない電子材料の一つとして広く利用されています。しかし、従来の圧電材料は応力によらず強い外部電場によって電気分極が変化してしまうことがあります。本研究では、ジャイロイドと呼ばれる三次元的なネット...
キーワード：情報学/量子計算/産学連携/結晶格子/スピン液体/幾何学/極小曲面/対称性/電気分極/量子スピン/SPring-8/X線回折/周期性/相転移/放射光/分子イオン/圧電性/有機分子/量子スピン液体/金属有機構造体/メモリ/双極子/誘電体/圧電材料/圧電体/強誘電体/材料設計/単結晶/コバルト/スピン/センサー/ナノ構造/ネットワーク構造/ひずみ/ポリマー/モーター/機能性材料/金属イオン/耐久性/膜構造/機能性/結晶構造/表面構造/サッカー/日常生活/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー/構造変化
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発表日：2025年3月18日
28
ハイエントロピー合金をより強化する新たなセル界面構造の発見
―3Dプリンティング材料設計の新展開―
東京大学大学院工学系研究科のチェンハン特任研究員、江草大佑助教、阿部英司教授は、大阪大学大学院工学研究科の中野貴由教授らによる研究グループと共同で、先進的な3Dプリンティングにより造形されたハイエントロピー合金（HEA、注2）において、材料強度の向上を実現するサブミクロンスケールの新しいセル界面構造（注4）を発見しました。この構造は、3Dプリンティングに特有の超急冷（注5）によって生じた材料内での「転位ネットワーク」（注6）と「相分離」（注7）とが相乗する効果によって形成され、それぞれが独立に導入された場合を超える新たな強度向上メカニズムとして働くことが明らかになりました。こ...
キーワード：3次元形状/情報学/産学連携/金属元素/結晶格子/エントロピー/異方性/相分離/耐熱性/材料強度/融点/エネルギー消費/機械的特性/3Dプリンティング/動的挙動/界面構造/材料設計/ナノスケール/ひずみ/マイクロ/レーザー/化学工学/格子欠陥/金属材料/形状制御/構造制御/積層造形/耐久性/機能制御/機能材料/インプラント
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総合生物農学
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発表日：2025年3月11日
29
【共同発表】一次元らせん構造のペロブスカイト結晶で巨大な光起電力を実証
～三次元ペのロブスカイト10倍以上の電圧を発生する次世代光デバイスへ～（発表主体：早稲田大学）
◆キラル構造を持つ有機分子を利用し、ハロゲン化鉛ペロブスカイトの一次元構造にらせん性と極性を誘起◆らせん性と極性を有する一次元構造のペロブスカイト結晶において、巨大な光起電力を発現◆太陽光照射下で既存のペロブスカイト太陽電池の10倍以上の電圧を発生◆新しい太陽光発電デバイスや光センシングデバイス、スピントロニクスデバイスとしての応用が期待 早稲田大学 理工学術院の石井 あゆみ（いしい あゆみ）准教授、東京大学 生産技術研究所の石井 和之（いしい かずゆき）教授、筑波大学 数理物質系の二瓶 雅之（にへい まさゆき）教授らの共同研究グループは、ハロゲン化...
キーワード：モノのインターネット（IoT）/最適化/情報学/産学連携/再生可能エネルギー/スピン軌道相互作用/スピン偏極/軌道角運動量/空間反転対称性の破れ/原子核/光伝導/対称性/低次元/ハロゲン/異方性/太陽/キラル/らせん構造/太陽光/p-n接合/ナノ物質/ペロブスカイト太陽電池/円偏光/空間反転対称性/光起電力/光電流/物質設計/有機分子/生産技術/光機能/対称性の破れ/電子物性/アミン/センシングデバイス/バンドギャップ/ペロブスカイト/光センシング/光デバイス/光励起/高電圧/双極子/半導体デバイス/半導体材料/誘電体/省エネ/光照射/太陽光発電/強誘電体/原子配列/光電変換/材料設計/太陽電池/電子状態/電池/スピン/スピントロニクス/センサー/センシング/ナノスケール/結晶化/結晶成長/光センサー/構造制御/省エネルギー/耐久性/導電性/半導体/有機物/エネルギー変換/結晶構造/p21/光イメージング/ヨウ素
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発表日：2025年1月8日
30
色素集合材料を用いた光捕集電子スピン超偏極
——量子応用に向けた超偏極電子スピン材料の設計指針を提案——
東京大学大学院理学系研究科の濱地智之大学院生、井上魅紅大学院生、楊井伸浩教授らの研究グループは、九州大学大学院理学研究院の宮田潔志准教授、恩田健教授、神戸大学分子フォトサイエンス研究センターの婦木正明特命助手、小堀康博教授、京都大学理学研究科の伊藤琢磨特任助教、倉重佑輝准教授らと共同して、光捕集アンテナとして機能する金属錯体骨格（MOF）を用い、電子スピンを効果的に超偏極できることを明らかにしました。...
キーワード：アンテナ/コンピューティング/情報学/量子計算/産学連携/ESR/スピン偏極/蛍光寿命/時間分解/磁気共鳴/量子情報/電子スピン共鳴/スペクトル/磁場/金属錯体/分子集合体/量子ビット/核スピン/量子センシング/固体表面/スピンダイナミクス/光励起/ボトムアップ/動的挙動/量子コンピューティング/材料設計/スピン/センシング/ダイナミクス/マイクロ/分解能/励起子/生体内/TEMPO/高分解能/寿命/MRI/ポルフィリン/ラジカル/核磁気共鳴/高次構造/合成化学/配位子/分子集合/誘導体
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発表日：2025年1月8日
31
記者発表】ガラス形成液体の遅いダイナミクスの微視的機構の解明
東京大学 先端科学技術研究センター 田中 肇 シニアプログラムアドバイザー（特任研究員）/東京大学名誉教授（研究開始当時：生産技術研究所 教授）と同大学工学系研究科物理工学専攻 石野 誠一郎 博士課程学生（研究当時）、松山湖材料研究所フ― ユアンチャオ 教授（研究開始当時：生産技術研究所 学振外国人特別研究員）の研究グループは、ガラス形成液体のモデルを用いた数値的研究を通じて、基本的な粒子再配置モードである「T1プロセス」が液体の構造秩序と動的挙動にどのように関係しているかについて、粒子個々の運動に着目して微視的レベルで解明しました。 液体が結晶化する温度よりも低い状態で...
キーワード：最適化/自由エネルギー/情報学/産学連携/結晶格子/トポロジー/過冷却液体/対称性/統計物理/統計物理学/閉じ込め/揺らぎ/ガラス転移/数値シミュレーション/X線解析/有機分子/生産技術/フラジリティ/過冷却/融点/ガラス転移温度/温度依存性/秩序構造/動的挙動/アモルファス/活性化エネルギー/局所構造/構造緩和/材料設計/シミュレーション/シリカ/ダイナミクス/プラスチック/結晶化/数値解析/ガラス状態/配向性/機能材料/緩和時間/結晶構造
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総合生物農学