「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...

近年の高度情報化社会では、情報を保存するメモリデバイスの低消費電力化や高速化・小型化が大きな課題となっています。こうした課題を解決する次世代メモリのひとつとして、物質内部の電気の偏り（分極）を利用する強誘電体メモリの開発が進められています。中でも、従来材料と比べて飛躍的に薄い膜厚でも分極を安定して保持できる蛍石型強誘電体が注目されています。　しかし、この蛍石型強誘電体では、情報の保存や読み書きの根幹を担う分極反転（スイッチング）がどのような過程を経て進行しているのか、また構成する元素によってどのように分極の振る舞...

京都大学化学研究所 鈴木慎二郎 博士後期課程学生、山田容子 教授らの研究グループは、同研究所 廣瀬崇至 准教授、慶應義塾大学理工学部 羽曾部卓 教授、酒井隼人 専任講師、国立研究開発法人物質・材料研究機構 林宏暢 主幹研究員らとの共同研究により、炭素環が7つ連なった「ヘプタセン」の誘導体（TIPS-Hep）を新たに合成し、その光物理的性質の解明に成功しました。　ヘプタセンなどの高次アセンは、次世代の光電子材料として期待される一方、極めて不安定で溶解性が低く、その性質は謎に包まれていました。本研究では、光を利用して...

脳の活動には、「時間の矢」として知られる過去から未来へ向かう因果的な流れが存在し、その時間非対称性の強さは、意識の状態や認知的な負荷によって変化することが、脳画像や脳波の研究で指摘されてきました。しかし、脳の情報処理の基本単位である神経スパイク活動は、発火という離散的なイベントで構成され、刺激や行動に応じて刻々と変化するため、この時間非対称性を正確に捉えることはこれまで困難でした。　島崎秀昭 情報学研究科准教授（兼：北海道大学客員准教授）と、石原憲 北海道大学博士課程学生の研究チームは、時間変動する非定常なスパイク活動に内在する時間的な非対称性を可視化する新しい解析手法を開発しました...

Vu Tan Van（ヴー・タンバン）基礎物理学研究所准教授、齊藤圭司 理学研究科教授らの研究グループは、冷却や情報消去など、あらゆる熱力学的な操作において、「所要時間」「熱力学的なコスト」「エラー（誤差）」の間に成り立つ根本的なトレードオフ関係式を発見しました。この成果は、長年にわたり主張が曖昧であった「絶対零度には到達不可能」とする熱力学第3法則が、なぜ、どのように不可能なのかを定量的に示すものであり、第3法則を「時間・コスト・エラー」の観点から一般化・更新するものです。さらに今回の発見は、熱力学第3法則を、従来の冷却過程を超えて、コピー過程を始めとする様々な物理過程に適用可能な一般的な法...

本研究成果は、2025年10月24日に米国の学術誌「Physical Review Applied」に掲載されました。　　京都大学化学研究所 Zhang Zhenya 博士研究員（研究当時、現：清華大学 博士研究員）、渡邊優一 修士課程学生、廣理英基 教授、塩田陽一 准教授、輕部修太郎 特定准教授、小野輝男 教授は、強磁性体におけるスピン(磁化)歳差運動の情報を、テラヘルツ（THz、...

東京科学大学（Science Tokyo）物質理工学院 応用化学系の村橋哲郎教授、重田翼助教、京都大学 アイセムス（高等研究院 物質－細胞統合システム拠点）の榊茂好特定教授、防衛大学校 山本浩二講師、理化学研究所 橋爪大輔チームリーダーらの共同研究グループは、最密充填型の金属ナノクラスター骨格を持つ有機金属錯体において、単一の原子空孔を導入することに成功するとともに、その空孔が分子中で素早く移動して金属原子が拡散することを実証しました。本成果は、分子レベルで原子空孔を精密に導入し、そのダイナミクスを観測・解析可能とする初めての化学的手法を提供するものであり、分子レベルでの原子欠陥の理解と制御に...

デバイスの超小型化が進む現在、効率的な光輸送を実現するナノスケールの分子光導波路（光がほぼ漏れることなく伝わる通路）の開発と、その光伝達ダイナミクスの解明が求められています。分子材料内での詳細な励起子挙動を分析するためには、励起子が停留する各色素サイトの配向・配列・距離が規定される分子設計が求められます。しかしながら従来の研究では、これらの条件を満たす分子鎖の開発は達成されていませんでした。東北大学大学院理学研究科の豊田良順助教、谷口晴大学院生、千葉湧太大学院生、坂本良太教授の研究グループは、東京理科大学の福居直哉助教、西原寛教授ら、京都大学の浦谷浩輝特定助教（科学技術振興機構さき...