材料工学専攻 鈴村 拓未 特定研究員、高 斯 同准教授、吉田 周平 同助教、辻 伸泰 同教授らの研究グループは、高温で安定な結晶構造を室温でも多量に残留させることで、多結晶純コバルトの室温での強度（強さ）と延性（ねばさ）を大きく向上させることに成功しました。純コバルトは、室温では六方最密（HCP）構造が安定であり、一般に延性に乏しい金属です。一方、多結晶純コバルトでは、高温で安定な面心立方（FCC）構造が室温でも少量残留します。本研究では、純コバルトの平均結晶粒径を1μm以下まで超微細化し、室温でのFCC相分率を89%まで増加させました。その結果、超微細粒FCCコバルトは粗大粒HCP...

機械理工学専攻の見波将 助教（研究当時：東京大学大学院理学系研究科　特任助教）、東京大学大学院理学系研究科のYangming Wang博士課程学生（研究当時）、中村紘人博士課程学生（研究当時）、酒井明人講師と中辻知教授らの研究グループは、同大学大学院有田亮太郎教授（兼：理化学研究所創発物性科学研究センターチームディレクター）、理化学研究所創発物性科学研究センターの大岩陸人基礎科学特別研究員（研究当時、現：北海道大学講師）、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の相馬清吾准教授、佐藤宇史教授らと共同で、フェリ磁性体GdCo5において、室温で過去最大の横磁気熱電伝導率を観測しました。また...

岩田想 医学研究科教授、姜正敏 理化学研究所研究員、矢橋牧名 同グループディレクター、登野健介 高輝度光科学研究センターチームリーダー、南後恵理子 東北大学教授らの国際共同研究グループは、X線自由電子レーザー（XFEL）施設「SACLA」において、タンパク質の動きを捉える連続フェムト秒結晶構造解析（SFX）のための試料を導入する新たなシステムを開発しました。　本研究成果により、わずかな量の試料で時分割の構造解析が可能となり、タンパク質の動きが原子レベルで明らかになることが期待されます。　生体の重要な構成成分であるタンパク質が機能する際、巧妙にその構造を変えて機能を発揮しているこ...

京都大学化学研究所 塩谷暢貴 助教、長谷川健 教授の研究グループは、グラーツ工科大学 Roland Resel 教授、Egbert Zojer 教授らとの共同研究成果として、有機半導体が基板上でつくる厚さ数ナノメートルの「超薄膜」の構造を分子レベルで正確に解明することに成功しました。これまで、有機材料が薄い膜を形成すると、単結晶とは異なる構造が現れることは知られていましたが、その最も薄い「単分子層」の構造を直接識別することは困難であり、多くの材料で未解明のままでした。　本研究では、代表的な有機半導体であるジナフトチエノチオフェン（DNTT）を対象に、高分解赤外分光法、微小角入射X...

近年、自発的な磁化を持たない反強磁性体は、耐磁場性などの利点から次世代デバイスへの応用が期待されています。現在の開発の主流は、磁化を持つ強磁性体と同様に時間反転対称性のみが破れた反強磁性体です。一方、空間反転対称性も同時に破れる特殊な反強磁性体では、強磁性体とは全く異なる電子状態となるため、新原理の電気伝導が予言されていましたが、実験的な証拠はこれまで得られていませんでした。　栁瀬陽一 理学研究科教授は、酒井英明 東北大学教授（研究開始時：大阪大学准教授）、宮本雄哉 大阪大学修士課程学生（研究当時）、木俣基 日本原子力研究開発機構研究副主幹（研究開始時：東北大学准教授）らと共同で、時間...

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...

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...

京都大学化学研究所 精密無機合成化学研究領域 松本憲志 特定助教、佐藤良太 特定助教、髙畑遼 助教、寺西利治 教授、九州大学 工藤昌輝 学術研究員（現北海道大学特任助教）、名桜大学 立津慶幸 上級准教授の研究グループは、元素間に固有の相溶性（元素間相溶性）により安定化されるZ3型合金構造の形成過程において、非相溶な元素ペアの隣接が原子拡散の活性化障壁を大きくすることを明らかにしました。　複数の金属元素で構成される合金の化学的・物理的な特性は、その結晶構造に大きく依存することが知られています。その...

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、...

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...

電子工学専攻の永田歌寧 修士課程学生、白石誠司 教授らのグループは理学研究科の栁瀬陽一 教授、松田祐司 教授らと共同で、超低消費な情報回路の構築のために強力な武器となる超伝導体が示すダイオード（整流）効果に関する新しい背景学理を発見しました。超伝導ダイオード効果は2020年に京都大学の研究グループによって発見された新しい効果であり、超伝導体に電流を流す際に、電流を流す方向によって抵抗がゼロの超伝導状態になったり抵抗が有限の常伝導状態になったりする効果を言います。つまり、onとoffの２値状態をゼロ抵抗である超伝導体1つで実現できるため、将来的にこの効果を活かした超省電力な情報回路の実...

電子工学専攻の大西康介 修士課程学生（研究当時）、大島諒 助教、白石誠司 教授らのグループは京都大学大学院理学研究科の松田裕司 教授、栁瀬陽一 教授と共同で、21世紀の新しい物質「トポロジカル量子物質」（その電子状態がトポロジカルに「捻れた」物質であり、20世紀までに発見されてきた半導体・金属・磁性体などとは根本的に異なる性質を持つ物質）の一種である「トポロジカル超伝導体」の候補物質を用いて、トポロジカル超伝導状態の証拠となり、かつ誤り耐性のある量子計算実現のキーとなる情報担体と期待されているマヨラナ準粒子の存在の間接的証拠でもあるスピン偏極状態を観測することに成功しました。超伝導は...

自然界では、光合成を行う植物中において色素分子が環状に並んだ集合体をアンテナとして、光エネルギーを効率的に集めて利用しています。このような環状に並んだユニットの間を電荷やエネルギーが周回する現象はトロイダル共役と呼ばれ、これまで人工的な物質では1つの分子内の現象としてのみ知られていました。大阪公立大学大学院理学研究科の酒巻 大輔准教授、藤原 秀紀教授、工学研究科の松井 康哲准教授、池田 浩教授、新潟大学共用設備基盤センターの古川 貢准教授、合成・生物化学専攻の清水 大貴助教らの研究グループは、平面構造を持つ人工色素分子であるフタロシアニンの周りに、電子を受け渡しやすいユニット（電子ド...

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...