大阪大学大学院基礎工学研究科の大学院生の吉川 航平さん（博士後期課程1年）、四方 志さん(博士後期課程３年)、金 鋼准教授、松林 伸幸教授の研究グループは、液体の水における水素結合ネットワークを人工知能に学習させることによって、水分子の配列情報から温度を予測できることを発見しました【図1】。水分子は水素結合を介して互いに結びついています。氷のような固体状態では、各水分子は4つの水分子と水素結合を形成し、正四面体構造に近い規則正しい配列をとります。一方、液体の水では分子配列は乱れた状態となり、水素結合ネットワークは分子間の結合の組み替えを伴いながら、時々刻々と変化しています。この...

大阪大学大学院基礎工学研究科の内田幸明准教授、岸亮平准教授の研究グループは、有機ラジカル溶液の磁化率が固体より大きくなるという、従来の理論では説明できなかった現象の起源を、量子力学的シミュレーションを用いて初めて理論的に解明しました。磁性体の性質を記述する平均場理論は、液晶など他のソフトマター系の記述へとその精神が受け継がれてきました。しかしいずれの理論も、分子が「静止している」あるいは「平均的な配置にある」ことを前提としており、流体中で分子が活発に動き・衝突し合う系の磁気特性を説明する理論は存在しませんでした。本研究では、...

大阪大学大学院工学研究科の博士前期課程（研究当時）の久次米智裕さん、同環境安全研究管理センターの王哲助教、森直教授らの研究グループは、分子の「形の変化」が「ねじれた光（円偏光発光）」の強さを決める仕組みを、世界で初めて解明しました。光には「右回り」と「左回り」の2種類の「ねじれた光（円偏光）」があります。この性質を利用すると、より鮮明な3D映像の表示や、生体組織の高精度な観察が可能になります。しかし、有機分子で「ねじれた光」を強く出すことは非常に難しく、これが実用化の大きな壁となっていました。今回、研究グループは、「分子がどう"踊るか"で、光の性質が決まる」...

現在、1秒の定義や衛星測位システムに用いられている原子時計をさらに超える高精度を目指し、「原子核時計」の実現に向けた研究が世界的に進展しています。トリウム229原子核は、レーザー光で直接励起できる特別な準安定な励起状態（アイソマー）を持ち、これを利用すれば、これまでにない安定な時間標準の構築が可能になると期待されています。岡山大学大学院環境生命自然科学研究科のMing Guan大学院生（研究当時）、学術研究院先鋭研究領域（異分野基礎科学研究所）の吉村浩司教授、吉見彰洋准教授、高輝度光科学研究センター（JASRI）の依田芳卓特任研究員、永澤延元研究員、京都大学複合原子力科学研究所の瀬戸誠...

遷移金属酸化物には結晶構造や化学組成の違いによって性質が大きく変わる材料が多く存在します。なかでも、酸素の出入り（脱挿入）によって電気抵抗率が大きく変化する材料は、次世代メモリーや高感度センサーなどへの応用が期待されています。東京都立大学大学院理学研究科の岡大地准教授、大阪大学大学院基礎工学研究科のZhaochen Maさん（大学院生）、東北大学大学院理学研究科の福村知昭教授（東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）兼務）、同大学多元物質科学研究所の組頭広志教授（高エネルギー加速器研究機構（KEK）兼務）らの研究グループは、単純な酸化処理によって室温での電気抵抗率が約20万分の１...

大阪大学産業科学研究所 白井光雲招へい教授の研究グループは、液体のエントロピーについて、経験的パラメータを用いることなく計算する方法を開発しました。これまで、液体のエントロピーの計算には標準理論というものがなく、どう計算するかはほとんど手探りの状態でした。そのため、液体を含む化学反応は精度の高い予測ができていませんでした。今回の研究成果により、液体に対してあらゆる種類の実験データを参照することなく、原子種の指定のみという理論の枠内でエントロピーが計算できるようになりました。これにより、液体を利用した物質合成プロセスは理論予測が可能なものとなり、結晶成長、精練、触媒処理ほか、液体...

大阪大学大学院理学研究科の小林友祐さん（当時博士前期課程2年）、塩貝純一准教授、松野丈夫教授、東北大学金属材料研究所の野島勉准教授らの共同研究グループは、鉄系超伝導体のひとつであるセレン化・テルル化鉄Fe(Se,Te)を用いることで、数～十数テスラの強磁場において、超伝導ダイオード効果を示す超伝導素子を実現しました。Fe(Se,Te)は、母物質であるFeSeと比較して高い超伝導臨界パラメータと強いスピン...

大阪大学大学院理学研究科の小林友祐さん（当時博士前期課程2年）、塩貝純一准教授、松野丈夫教授、東北大学金属材料研究所の野島勉准教授らの共同研究グループは、鉄系超伝導体のひとつであるセレン化・テルル化鉄Fe(Se,Te)を用いることで、数～十数テスラの強磁場において、超伝導ダイオード効果を示す超伝導素子を実現しました。Fe(Se,Te)は、母物質であるFeSeと比較して高い超伝導臨界パラメータと強いスピン...

京都工芸繊維大学 菅原 徹　教授（兼：大阪大学産業科学研究所 招へい教授）らの研究グループは、大阪大学産業科学研究所、トリノ工科大学らと協力し、異なる材料間の界面での接触抵抗を直接比較できる界面物性評価手法を開発し、半導体デバイスの利用条件に適した界面材料を提案できることを明らかにしました。これまで半導体/金属界面の接触抵抗は、伝送長法（Transfer Length Method: TLM）を用いて測定されてきました。しかしながら、TLMは、測定サンプル（デバイス）に使用する半導体の厚みを考慮しておらず、半導体や金属、サイズなどの条件が異なるサンプル間で接触抵抗を直接比較し、評価する...