「金属」と「極性（電気的な偏り）」は、物理学において長らく相いれない性質と考えられてきました。金属中を自由に動き回る伝導電子が、物質内部の電気的な偏りを打ち消してしまう（遮蔽(しゃへい)効果）ためです。この常識は近年の「極性金属」の発見によって覆されました。しかし、伝導電子が極性構造の安定性や相転移のダイナミクスにどのような影響を及ぼしているのか、その本質的なメカニズムは未解明のままでした。物質エネルギー化学専攻の村山寛太郎 博士課程学生、化学理工学専攻の高津浩 准教授、陰山洋 教授、東京大学大学院理学系研究科の有田亮太郎教授らを中心とする国際共同研究グループは、金属的な電気伝導性を...

材料化学専攻 ガラス基礎科学講座の寺門信明 特定准教授、東北大学大学院工学研究科の安達海渡 修士課程学生（研究当時）、藤原 巧 教授（研究当時、現：東北職業能力開発大学校 学長）らの研究グループは、スマートフォンのカバーガラスに用いられる化学強化技術を応用し、電子材料であるチタン酸バリウムの相転移温度を約30℃上昇させることに成功しました。化学強化ガラスは、化学的な処理によってガラス表面に圧縮応力を与えて割れにくくしたガラスであり、スマートフォンのカバーガラスなどに広く利用されています。本研究では、このガラス表面に生じる応力場に着目し、ガラス中に電子材料を組み込むことで、電子材料...

物理・生命・社会といった複雑なシステムでは、構成要素が同時に関係し合う高次相互作用が、創発的な変化や多様な振る舞いを生み出すうえで本質的な役割を果たしていることが明らかになってきています。こうした高次相互作用は脳のような生物のネットワークにおける情報の表現や、人工ニューラルネットワークの性能向上にも関与していると考えられています。しかし、それらを一貫した原理に基づいて扱える理論的枠組みは、これまで十分に整備されていませんでした。　島崎秀昭 情報学研究科准教授（兼：北海道大学客員准教授）、Miguel Aguilera スペイン・バスク応用数学センター（Basque Center fo...

臨界点は、宇宙から素粒子まで様々なスケールの相転移現象に現れる普遍的な概念です。臨界点近傍では、系のミクロな性質によらないスケーリング則や臨界指数が現れることが知られており、これらの現象は統計物理学をはじめとした物理学全体を貫く研究対象として幅広く研究されてきました。　和田辰也 基礎物理学研究所博士課程学生、北澤正清 同講師らの研究グループは、様々な系の相図上に現れる臨界点の位置を求めるための新しい一般的な手法を開発しました。この手法は、複素パラメーター空間における分配関数のゼロ点であるリーヤンゼロの比を使うという画期的なアイデアに基づいており、臨界点の位置などの情報を系統的な手順で...

北海道大学大学院工学研究院の鱒渕友治准教授、樋口幹雄准教授（研究当時）、同大学大学院総合化学院修士課程の山本侑瑞樹氏、久米和樹氏、宮崎涼花氏（研究当時）、同大学大学院理学研究院の篠崎彩子助教、北陸先端科学技術大学院大学サスティナブルイノベーション研究領域の宋　鵬氏（現東北大学助教）、本郷研太准教授、前園涼教授、同大学先端科学技術研究科博士前期課程のサイード・サリア・ハサン氏、京都大学の生方宏樹氏、物質エネルギー化学専攻の陰山洋教授らの研究グループは、カルボジイミドイオンで構成される超セラミックスについて、乳鉢と乳棒を用いた手粉砕で相転移が起きることを世界で初めて実証しました。本研究で...