ガラス基礎科学講座　増野敦信 特定教授は工学院大学（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と、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示すことに加え、...

最近注目度が増している量子物質とは、日常的なスケールでの性質が量子力学効果から創発する物質で、超伝導体はその最たる例です。その中でも銅酸化物高温超伝導体など、標準的な理論の枠では説明できない「非従来型超伝導体」が、現代の基礎研究の中心対象です。ルテニウム酸化物で約30年前に発見された超伝導も非従来型の典型例です。長年、電子ペアが磁石のような性質を保って量子情報を電気抵抗ゼロで運べる、スピン三重項超伝導という画期的な状態が実現していると考えられてきました。ところが最近の核磁気共鳴の実験から以前の結論をくつがえす結果が明らかになったため、ほかの実験手法で検証することが重要となっていました。...

幸坂祐生 理学研究科教授、酒井志朗 上智大学准教授、今田正俊 同客員教授、山地洋平 物質・材料研究機構グループリーダー、花栗哲郎 理化学研究所チームディレクターらの共同研究グループは、銅酸化物高温超伝導体Bi2Sr2CaCu2O8+δの電子状態について、互いに相補的な情報を与える複数の実験データを同時解析することで、全エネルギー・運動量領域にわたる電子状態を初めて解明しました。電子状態の解明は高温超伝導機構解明の土台となるとともに、理論を検証する試金石ともなります。特に、これまで実験からの情報がほとんど得ら...

自然界に多く見られる蜂の巣構造（ハニカム格子）は、結晶材料においても重要な役割を果たす代表的な二次元ネットワーク構造です。一方、その三次元拡張に相当する「ハイパーハニカム格子」は、高い構造安定性や独自の電子物性が期待されながらも、実現例が極めて限られていることが課題でした。物質エネルギー化学専攻の村山寛太郎 博士後期課程学生、セドリック・タッセル准教授（研究当時、現ボルドー大学教授）、陰山洋 教授らの研究グループは、高圧合成法を用いることでハイパーハニカム構造を安定化し、完全なリチウム脱離挙動の実証に成功しました。本研究では、スズ（Sn）が二次元ハニカム状に並ぶ酸化物Li2...

物体に力を加えて歪ませることで、電気的性質を大きく変化させることができます。最近、ピエゾ素子を用いた装置で、ピエゾ素子に加える電圧によって試料のひずみを制御する技術が格段に進歩しました。特に一方向の歪では、物質の対称性を変化できるので、性質の大きな変化も生み出せます。その典型例として、量子物質の非従来型の超伝導体であるルテニウム酸化物Sr2RuO4では、一方向のひずみで超伝導が起こる温度が倍増することが知られています。　ジョルダーノ・マットニ 高等研究院豊田理研－京大連携拠点（TRiKUC）特定助教、トーマス・ジョンソン 同博士研究員、前野...

南部雄亮 複合原子力科学研究所特定教授らの国際共同研究グループは、非希土類材料として室温で最大級の磁歪（形が変わる磁石の性質）を示す酸化物 CoFe2O4（コバルトフェライト）の内部で何が起きているのか、その根本的な仕組みを中性子散乱と理論解析により解明しました。　CoFe2O4は逆スピネル構造をもち、異なる位置にある鉄イオンとコバルトイオンがつくる「分子場」の大きさの差が非常に大きいことが特徴です。本研究では、この分子場の不均衡がマグノン（スピン波）のエネルギーを約60 meVも分裂させる「バン...

吉田鉄平 人間・環境学研究科教授、出田真一郎 広島大学准教授、有田将司 同技術専門職員、藤森淳 東京大学名誉教授、内田慎一 同名誉教授、藤井武則 同助教、渡辺孝夫 弘前大学教授（研究当時）、足立伸太郎 同博士課程学生（現：京都先端科学大学講師）、田中清尚 自然科学研究機構分子科学研究所准教授（兼：総合研究大学院大学准教授）、石田茂之 産業技術総合研究所主任研究員、野地尚 東北大学助教（研究当時）らと、台湾国立清華大学、米国スタンフォード大学（Stanford University）の国際共同研究チームは、銅酸化物高温超伝導体のなかでCuO2面を3枚もつ三層系銅酸化物の電子...

本研究成果は、2025年10月15日に国際学術誌「Nature Materials」に掲載されました。　　京都大学化学研究所 後藤真人 助教、島川祐一 教授と米国スタンフォード大学、オークリッジ国立研究所、SLAC国立加速器研究所、アメリカ国立標準技術研究所の共同研究チームは、層状酸化物Li4FeSbO6において、Fe3+イオンと異常高原子価...

南部雄亮 複合原子力科学研究所特定教授は、本橋輝樹 神奈川大学教授らの研究グループ、杉本邦久 近畿大学教授、Zi Lang Goo 同研究員（研究当時）、林克郎 九州大学教授、稲田幹 同准教授、木本浩司 物質・材料研究機構センター長、Maxim Avdeev オーストラリア原子力科学技術機構（Australian Nuclear Science and Technology Organisation：ANSTO）博士との共同研究により、卓越した熱安定性を有するストロンチウム・ガリウム酸水酸化物を発見しました。本化合物は、独自開発した「気相水酸化物化反応」を用いて合成され、電子顕微鏡、X線回折、...

石田憲二 理学研究科教授、井原慶彦 北海道大学講師、小田研 同招へい教員らの研究グループは、銅酸化物高温超伝導体の母物質として最も古くから知られている反強磁性絶縁体La2CuO4に対して、微量の酸素をドープすることで、超伝導転移温度が32ケルビンに達する超伝導状態を発現させることに成功しました。これまでの銅酸化物高温超伝導体では、LaをSrやBaに元素置換することで反強磁性秩序を抑制し、超伝導を発現させていました。ところが、本研究で実現した微量酸素ドープでは反強磁性秩序がほとんど抑制されず、低温で超伝導状態と共存することが明らかになりました。反強磁性...

三次リンパ組織（Tertiary lymphoid structure: TLS）は老化や感染など様々な刺激によって非リンパ臓器に誘導される異所性のリンパ組織で、局所における免疫応答の起点として機能します。腎臓におけるTLSは間質の炎症や尿細管障害を誘導し、IgA腎症や移植腎など様々な病態において腎予後を悪化させることが知られています。一般に免疫器官はリンパ球の増殖や免疫応答のため様々な代謝資源を必要とすることから、TLSの形成過程では劇的な代謝リモデリングが生じていると予想されていましたが、その詳細はこれまで不明でした。　柳田素子 医学研究科教授（兼：高等研究院ヒト生物学高等研究拠...

Neha Thakur 人間・環境学研究科特定研究員、内本喜晴 同教授らの研究グループは、田中貴金属工業株式会社、技術研究組合FC-Cubic、横浜国立大学、九州大学、奈良女子大学、島根大学、立命館大学と共同で、水を電気分解して水素を製造する水電解の鍵となる酸素発生反応（OER）において、酸化イリジウム触媒の高い活性の起源を解明しました。　再生可能エネルギー由来の電力を利用した水電解によるグリーン水素の製造は、カーボンニュートラルへ向けたエネルギーシステムの中で重要な役割を果たします。固体高分子水電解は高効率で高純度な水素製造法であり、酸素発生反応（OER）の触媒の特性がさらなる効率...

酸化物の性質は、金属の価数や空間配列によって大きく左右されます。中でも、結晶骨格を保ちながら特定の原子だけを選択的に出し入れする「トポケミカル反応」は、物性を制御できる手法として広く用いられてきました。しかし、従来は金属サイトの数や配置を保つ「1:1対応」が前提とされ、骨格自体の再構成は不可能と考えられてきました。 物質エネルギー化学専攻の樋口涼也 修士課程学生、石田耕大 博士課程学生（研究当時）、高津浩 准教授、陰山洋 教授らの研究グループは、京都大学理学研究科、ボルドー大学、ファインセラミックスセンター、東北大学、桂林理工大学との共同研究により、「1:1対応」を破る新しいトポケミカル反応を...

山本健太郎 人間・環境学研究科特定准教授（現：奈良女子大学准教授）、内本喜晴 同教授らの研究グループは、量子科学技術研究開発機構、東京大学、兵庫県立大学、東京科学大学、トヨタ自動車株式会社と共同で、リチウムイオン二次電池正極容量をはるかに超える全固体フッ化物イオン二次電池新規高容量インターカレーション正極材料の開発に成功しました。　本研究では、ありふれた鉄（地殻存在度4位）、カルシウム（地殻存在度5位）、酸素（地殻存在度1位）を主成分とするCa0.8Sr0.2FeO2Fxが既存のリチウムイオン二次...