名古屋大学研究Discovery Saga

・海水およびマンガンクラスト中のセリウム（Ce）安定同位体比の鉛直分布を初めて明らかにした。・酸素極小層（OMZ）内部を含め、深海に至るまで連続的にマンガン酸化物が形成されることを実証した。・海洋中のマンガン循環と希土類元素の挙動を統合的に理解する新しいモデルを提案した。東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻のLi Wenshuai博士研究員（研究当時、現中国地質大学（武漢）教授）、高橋嘉夫教授（兼：同大学アイソトープ総合センター　センター長）、海洋研究開発機構の中田亮一主任研究員、柏原輝彦主任研究員、高知大学海洋コア国際研究所の臼井...

キーワード：酸素濃度/安定同位体比/海洋/高エネルギー/SPring-8/XAFS/マンガン酸化物/安定同位体/加速器/希土類元素/地球化学/同位体/同位体分別/放射光/北西太平洋/スペクトル/同位体比/惑星/惑星科学/吸収スペクトル/西太平洋/X線吸収微細構造/マンガン/希土類/局所構造/レアアース/海底鉱物資源/海洋環境/酸化物/微細構造/トレーサ/物質循環/アイソトープ/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー/ランタノイド

他の関係分野：環境学数物系科学化学生物学工学農学

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発表日：2026年4月14日

自然界には存在しない構造を持つ2次元酸化鉄の作製に成功

～グラフェン/SiC界面が生み出す新物質～

・自然界には安定に存在しない構造を持つ2次元酸化鉄の作製に成功しました。・2次元物質のグラフェンと3次元物質のSiCの界面に鉄と酸素を導入する新たな手法により、この2次元酸化鉄作製を実現しました。・スピントロニクスデバイスなどへの応用が期待され、さらに他の2次元遷移金属酸化物に展開することによって新たな量子物性の開拓につながる可能性があります。早稲田大学の乗松航（のりまつわたる）教授、物質・材料研究機構（NIMS）の榊原涼太郎（さかきばらりょうたろう）博士（研究当時名古屋大学所属）、日本原子力研究開発機構の寺澤知潮（てらさわともお）...

キーワード：遷移金属酸化物/対称性/六方晶窒化ホウ素/ケイ素/2次元物質/カルコゲナイド/原子層/新物質/遷移金属/遷移金属ダイカルコゲナイド/酸化鉄/スピネル/原子配列/SiC/グラフェン/スピン/スピントロニクス/マグネタイト/金属酸化物/結晶成長/原子力/構造制御/酸化物/ホウ素/結晶構造/ヘモグロビン

他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学農学

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発表日：2026年4月8日

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〜

・酸化アルミニウム（アルミナ）を、室温・超高圧でミリメートル級の高密度なガラス状材料として形成・硬さ・熱特性・電気特性を併せ持つ新非晶質材料として、電子・機械分野での材料選択肢拡大に期待・高圧による緻密化を通じて性質を調整できる可能性を示し、構造制御による材料設計指針を提案 1.　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、名古屋大学高田尚記教授、京都大学、日本電子株式会社、東北大学、島根大学、岡本硝子株式会...

キーワード：磁気共鳴/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/誘電特性/アモルファス/アルミナ/局所構造/材料設計/アルミニウム/コーティング/モデリング/構造制御/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7日

体温から電気を取り出す、世界最高性能の有機熱電材料を実現

充電不要な人体装着型センサー用電源素子の普及へ前進

・フラーレン分子と三酸化モリブデンナノクラスターから成る新奇ナノ複合体を創製。・巨大熱電効果を利用することで、導電率σに対して熱伝導率κが増加しない低σ領域でパワーファクター注1）を最大化することに成功。・有機熱電材料としては世界最高の性能指数zT = 0.81を実現。名古屋大学大学院工学研究科の中谷真人准教授、尾上順教授らの研究グループは、名古屋大学未来材料・システム研究所の小川智史准教授および電...

キーワード：熱電効果/ナノクラスター/モリブデン/トレードオフ/ナノ複合体/環境発電/熱電素子/複合化/電気伝導/導電率/熱電材料/熱電変換/センサー/金属酸化物/酸化物/電気伝導率/熱伝導/熱伝導率/フラーレン

他の関係分野：数物系科学化学生物学工学

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発表日：2026年3月11日

ニッケル酸化物における高温超伝導の起源解明

―電荷とスピンが協力する機構を発見、新規物質開発の新機軸に―

・ニッケル酸化物高温超伝導体注1）では超伝導相付近で電荷・スピン秩序の共存が観測される。・電荷・スピン秩序が共存する微視的な起源と、高温超伝導注2）発現機構を理論的に解明。・欠陥原子を利用した、超伝導対称性や発現機構を解明する実験手法を理論的に提案。名古屋大学大学院理学研究科の井上大輔博士後期課程学生、山川洋一講師、大成誠一郎准教授、紺谷浩教授は、2023年に発見された二層ニッケル酸化物高温超伝導体で観測される電荷密度波（CDW）注3）とスピン密度波（SDW...

キーワード：スピン密度波/ネマティック秩序/マグノン/軌道秩序/高温超伝導体/磁気秩序/対称性/超伝導体/超伝導対称性/鉄系超伝導/鉄系超伝導体/電荷秩序/電荷密度波/電子相関/銅酸化物/非従来型超伝導/不確定性原理/揺らぎ/量子干渉/量子相転移/相転移/超伝導/電子格子相互作用/スピン揺らぎ/高温超伝導/酸化物高温超伝導体/理論解析/電気抵抗/スピン/酸化物/不確定性/量子力学

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発表日：2026年1月22日

次世代半導体MoS2の革新的ウエハースケール成膜技術を開発

――結晶成長の自己整合および自己停止メカニズムにより高移動度を達成――

・MOCVD法を用いて、サファイア基板上のMoS2結晶粒が自己整合して単結晶化する革新的な成長メカニズムを発見。・独自のプリカーサ選択により、成膜反応が単層厚さで自動停止する新たな現象を見いだし、2インチサイズのウエハー全体にわたって均一で再現性の高い単層MoS2膜を実現。・2つの成膜メカニズムの相乗効果により高い電子移動度を達成。量産化を見据えたウエハースケールで高品質な単層MoS2単結晶膜の形成という産業界からの要請に応えるとともに、次世代サブ1 nmノード論理トランジスタ実現に向けた重要な一歩。...

キーワード：金属元素/高移動度/モリブデン/電子移動/有機金属化学/有機金属/前駆体/エピタキシャル成長/トランジスタ/パワーデバイス/ファンデルワールス力/大規模集積回路/電子デバイス/二硫化モリブデン/半導体デバイス/温度依存性/発光ダイオード（LED）/半導体産業/エピタキシャル/単結晶/レーザー/移動度/結晶化/結晶成長/酸化物/集積回路/低消費電力/半導体/結晶構造

他の関係分野：環境学化学総合理工工学農学

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発表日：2025年11月27日

多様な元素置換が可能な歪んだ三角格子反強磁性体を開発

――「複合アニオン化合物」で磁性の一次元化の謎に迫る――

・レニウム原子が異方的三角形格子のネットワークを持つ全7種類の新物質群の開発に成功。・フラストレーションを利用した磁性の一次元化機構によって朝永（ともなが）-ラッティンジャー液体状態を実現。・複合アニオン化合物において、元素置換により磁性を自在に制御するための物質開発指針を与える。東京大学物性研究所の厳正輝助教、小濱芳允准教授、河村光晶助教（研究当時）、廣井善二教授、名古屋大学大学院工学研究科の平井大悟郎准教授、矢島健准教授、東北大学大学院理学研究科の森田克洋助教、同大学多元物質科学研究所の那波和宏准教授、佐藤卓教授、高エネルギー加速器...

キーワード：スピン液体/フラストレーション/高エネルギー/三角格子/三角格子反強磁性体/磁気相転移/中性子散乱/反強磁性/反強磁性体/物質科学/揺らぎ/J-PARC/ハロゲン/加速器/相転移/中性子/スペクトル/アニオン/磁性体/レニウム/複合アニオン/新物質/強磁性/強磁性体/スピン/極低温/原子力/酸化物/結晶構造

他の関係分野：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26日

御神木が語る大気汚染の移り変わり

～年輪のイオウが示す500年の環境変化の記憶～

・イオウ酸化物の排出量は近年減少しているが、開国による日本の工業化(1850年)以前と比べて現代の大気がどの程度清浄化しているかは、未解明のまま残されていた。・本研究では、御神木の年輪に含まれるイオウ安定同位体比（δ34S）注1）を分析し、1500年代から現在にかけて500年にわたる大気中のイオウの起源の変化を探った。・年輪から計測されたイオウ同位体比は、工業化を境に大きく変化し、御神木は倒れる直前まで汚染された大気の値を記録していた。この結果は、現代の大気が工業化以前の清浄な水準にまだ戻っていないこと、あるいは土壌...

キーワード：環境変化/安定同位体比/自然災害/安定同位体/気候変動/同位体/同位体比/酸化物/イオウ/土壌/大気汚染

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11月6日

サブナノ厚みを自在に操る：二次元シリカの新合成戦略新規特性も発現、水解離触媒などの材料設計指針に

・固相界面活性剤注1)を鋳型として利用し、非層状化合物であるアモルファス注2)シリカナノシート注3)の厚みを1ナノメートル（ナノは10億分の1）より薄い精度で制御することに成功。・得られたナノシートは高い均一性と分散安定性を示し、二次元稠密（ちゅうみつ）集積膜を用いてバンドギャップ注4)や絶縁破壊電圧、水解離反応の触媒活性の厚さ依存性を調査。・これまで水解離触媒として不活性だと考えられてきたアモルファスシリカが極薄膜化することで高性能な触媒となることを発見。・地殻中に豊富に存...

キーワード：バンド構造/水分子/アニオン/両親媒性/二次元材料/カルコゲナイド/材料科学/遷移金属/層状化合物/バンドギャップ/ポリエチレン/選択性/遷移金属カルコゲナイド/アモルファス/ナノシート/材料設計/電子状態/電池/燃料電池/グラフェン/シリカ/ナノメートル/ナノ材料/界面活性剤/酸化物/二酸化炭素/エチレン/エネルギー変換/結晶構造/レドックス/カチオン/官能基/分子設計

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発表日：2025年11月1日

電子が描くナノスケールの"右巻き・左巻きの波紋" カゴメ金属で見えた"カイラリティ"の起源

カゴメ金属の中心的問題であるループ電流相の存在を決定づけると同時に、ループ電流相で実現する非従来型超伝導の謎を解明する鍵としても注目

・カゴメ金属では鏡映対称性注１）を破った電子の波紋「カイラル電子干渉注２）」が観測される。・カイラル電子干渉の起源は、ナノスケールのループ電流相注３）であることを理論的に検証。・カゴメ金属のループ電流を含む多重量子相注４）や非従来型超伝導注５）の正体が明らかに。名古屋大学大学院理学研究科の中沢正剛博士後期課程学生、山川洋一講師、大成誠一郎准教授、紺谷浩教授は、京都大学基礎物理学研究所の田財里奈助教と共に、カゴメ（籠目）格子...

キーワード：空間分布/カイラリティ/カゴメ格子/フラストレーション/幾何学/酸化物超伝導体/時間反転対称性/磁気秩序/自発的対称性の破れ/対称性/超伝導体/電荷秩序/電子相関/銅酸化物/非従来型超伝導/物性物理/相転移/磁場/超伝導/幾何学的フラストレーション/走査型トンネル顕微鏡/対称性の破れ/高温超伝導/状態密度/理論解析/電子状態/スピン/トンネル/ナノスケール/フーリエ変換/酸化物/定在波

他の関係分野：環境学数物系科学総合理工工学

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発表日：2025年9月3日

雨が降ると脱窒菌が喜ぶ

～土壌における温室効果気体N2Oの生成メカニズムを解明～

・雨が降ると土壌の一酸化二窒素（N2O）注1）放出が活発になることが知られていたが、その理由はよく分かっていなかった。・放出されるN2Oの酸素同位体組成、中でも極微量の17Oを含めた三酸素同位体組成注2）を指標に用いることで、降雨時は脱窒反応注3）由来のN2Oの放出が活発化するとこを突き止めた。・本研究成果は、土壌からの温室効果気体注4）放出を抑制する上で重要な知見となる。また三酸素同位体組成は、自...

キーワード：一酸化二窒素/対流圏/地球科学/人間活動/亜酸化窒素/安定同位体/温室効果/酸素同位体/水蒸気/同位体/同位体組成/赤外線/太陽/アンモニア/可視光/オゾン/メタン/酸化物/相変化/脱窒反応/窒素酸化物/二酸化炭素/二酸化炭素/微生物学/農地/土壌/温暖化/微生物/体組成

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発表日：2025年8月26日

カゴメ金属における"電流の一方通行" 新原理を発見

ーミクロな電流ループを活用した新しい量子的な整流効果ー

・カゴメ（籠目）金属では、ナノスケールの回転電流が生じるループ電流相注1）が出現。・ループ電流相のカイラリティーを活用した、磁場で反転する整流効果注2）の新原理を発見。・ループ電流が電子の波動関数にもたらす量子幾何効果により整流効果が顕著に増大。名古屋大学大学院理学研究科の山川洋一講師と紺谷浩教授は、京都大学基礎物理学研究所の田財里奈助教、東京大学大学院工学系研究科の森本高裕准教授と共に、カゴメ格子構造注3）の金属化合物で観測された、電流が一方向のみ流れや...

キーワード：カイラリティ/カゴメ格子/フラストレーション/幾何学/酸化物超伝導体/時間反転対称性/磁気秩序/対称性/超伝導体/電荷秩序/電子相関/銅酸化物/磁場/超伝導/波動関数/幾何学的フラストレーション/空間反転対称性/電子状態/スピン/ナノスケール/酸化物

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発表日：2025年7月23日

液体ガリウムを使ってハイエントロピー酸化物超薄膜を作る

歪みの効果で高率的な酸素発生反応を実現

キーワード：自由エネルギー/金属元素/エントロピー/超薄膜/電気分解/電極触媒/活性サイト/貴金属/酸素発生反応/反応速度/電池/金属イオン/酸化物/電気化学

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発表日：2025年5月20日

産業革命から現在までの大気硝酸量の変遷を北極アイスコアから復元

～人為窒素酸化物の排出量と大気中の硝酸の存在形態が北極の大気硝酸量を制御することを解明～

　・グリーンランドのアイスコアから、産業革命から現在までの大気硝酸量の変遷を高確度に復元。　・人為窒素酸化物(NOx)の排出量とアイスコアの硝酸塩量の変化にタイムラグがあることが判明。　・タイムラグが大気酸性度に依存した大気硝酸の長距離輸送のされやすさの変化に起因することを解明。 ◆詳細（プレスリリース本文）は...

キーワード：PM2.5/アイスコア/極地/二酸化窒素/海洋/富栄養化/気候変動/大気化学/NOx/環日本海/酸化物/自動車/窒素酸化物/微粒子/光分解/酸性雨

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発表日：2025年4月17日

1ナノ極薄触媒シートが水の解離を劇的に促進燃料電池、CO₂回収など応用デバイス開発へ重要な一歩

・カチオン交換膜（CEM）注1）とアニオン交換膜（AEM）注2）を貼り合わせて作るバイポーラー膜（BPM）注3）における水解離反応（H2O→H+ + OH-）触媒として、酸化チタンナノシート注4）を活用。・稠密（ちゅうみつ）に配列したナノシート膜をカチオン交換膜とアニオン交換膜の間に構築することで300mA/cm2で0.25Vの過電圧注5）を達成。・従来のナノ粒子...

キーワード：水分子/高分子膜/アニオン/高分子/カルコゲナイド/電気分解/遷移金属/選択性/遷移金属カルコゲナイド/チタン/ナノシート/酸化チタン/電池/燃料電池/グラフェン/ナノメートル/ナノ粒子/酸化物/電解質/電気化学/二酸化炭素/二酸化炭素/エネルギー変換/レドックス/カチオン/スルホン酸

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発表日：2025年3月19日

排気ガスを吸着/分解する金属微粒子表面の動きをとらえた！

触媒によるNOｘ（窒素酸化物）の浄化過程をミクロで可視化・解明

・自動車排気ガスの中でも浄化が難しいNOxに注目し、NOガス中でのロジウム（Rh）ナノ粒子の触媒反応中の構造変化を実時間・原子レベルで記録、質量分析によってそこで実際に分解／生成されているガス量の時間変化を同時に検出するオペランド計測注1）を行った。・NO分子の吸着、分解に伴うナノ微粒子の一連の表面構造変化を原子レベルで解明、低温側と高温側で触媒反応機構が異なるモードにスイッチすることを初めて示した。　◆詳細（プレスリリース本文）は...

キーワード：産学連携/化学物質/結晶格子/データ収集/閉じ込め/イオン化/イオン源/質量分析装置/超高圧/分光学/スペクトル/検出器/分光器/ロジウム/酸化還元反応/触媒反応/反応機構/質量分析/原子分解能/走査透過型電子顕微鏡/電子エネルギー損失分光/触媒設計/NOx/オペランド計測/ナノ微粒子/金属微粒子/絶縁体/選択性/還元反応/反応速度/EELS/活性化エネルギー/電子構造/ジルコニア/データ処理/ナノ粒子/格子欠陥/酸化還元/酸化物/自動車/質量分析計/装置開発/窒素酸化物/電子ビーム/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/微粒子/分解能/表面構造/SPECT/構造変化/酸化反応

他の関係分野：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3月11日

実用化へ大きく前進！革新的な光触媒システムを開発

～水から水素と酸素を分離生成、逆反応を抑制して高効率化～

・水素発生セルと酸素発生セルを分離することで、高効率かつ実用的な光触媒システムを開発。・太陽光エネルギー変換効率（STH）注1）2.47%を実現することに成功し、実用化の目安とされる目標値5％へ大きく前進した。・より大面積での屋外実験システムでは、STH 1.21%を1週間維持することに成功。 ◆詳細（プレスリリース本文）は...

キーワード：産学連携/光エネルギー/セレン/水素生成/ビスマス/ハロゲン/太陽/光触媒反応/モリブデン/光エネルギー変換/触媒反応/電子移動/電子伝達/太陽光/ペロブスカイト/水分解/持続可能/光触媒/水素発生/コーティング/高効率化/酸化物/水素製造/エネルギー変換

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