IoT／AI社会の進展により情報機器の消費電力増大が世界的な課題となる中、従来の磁気ランダムアクセスメモリー（MRAM）では情報書き込み時のエネルギーロスが問題でした。MRAMの量産にも用いられる生産性の高い技術であるオンアクシス・スパッタリング法を用いて超省エネメモリーの材料となる高品質な磁性絶縁体の単結晶薄膜を作製し、その電流誘起磁化反転（情報書き込み）に世界で初めて成功しました。本成果は、次世代メモリー材料の実用化を大きく加速させるものです。将来的に、情報機器の大幅な省エネルギー化へ貢献すると期待されます。情報社会の発展に伴い、電子機器の消費電...

有機半導体単結晶において、100cm2V-1s-1を超えるキャリア移動度の実現に成功しました。有機半導体分子の熱振動を抑制することで高移動度が実現できることを見いだしました。分子構造の最適化によりさらなる高移動度の実現と、高性能電子デバイス・量子エレクトロニクスなどへの展開が期待されます。東京大学 大学院新領域創成科学研究科の竹谷 純一 教授、古川 友貴 大学院生、髙柳 英明 特任教授らの研究グループは、有機半導体単結晶において、100cm2V-1s-1（100平方センチメートル パー ボルト秒）を超えるキャリア移動度の実測に世界で初めて成功しました...

強誘電体酸化物の高品質単結晶薄膜に酸素欠損を導入することにより、巨大な電気抵抗スイッチング現象が発現することを発見。学習・忘却の機能を持つメモリスタ特性を利用した画像認識実験において、極めて高い精度の認識率を実現。次世代AI技術の根幹素子となる高性能ニューロモルフィックチップへの応用に期待。東京大学 大学院工学系研究科の田畑 仁 教授、関 宗俊 准教授、李 海寧 大学院生（研究当時）らの研究グループは、チタン酸鉛（PbTiO3）の高品質単結晶薄膜を用いた新しいメモリスタ素子を開発しました。強誘電体であり不揮発性メモリーへの利用でも知られるPbTiO3...

ある特定の条件下で金ナノクラスターを合成すると、異方的に逐次成長することを、単結晶X線構造解析によって発見。その結果、胴径方向がわずか金3原子でできた超極細の、近赤外光に対して強い吸収を示す「金量子ニードル」の合成に成功。金量子ニードルは、近赤外光に対する強い吸収や発光特性を利用して、温熱療法・生体イメージング・光エネルギー変換などへの応用展開が期待される。東京大学 大学院理学系研究科の高野 慎二郎 助教と佃 達哉 教授らによる研究グループは、ある特定の条件下で一連の金ナノクラスターを合成し、それらの幾何構造を単結晶X線構造解析によって調べました。そ...

反強磁性体Mn3Snにおいて、磁気八極子秩序に由来するキラルな磁壁の構造を初めて実空間で観測しました。ダイヤモンド量子センサーによる高精度磁場測定と高品質単結晶薄膜を組み合わせ、複雑な磁気構造に対応する解析手法を新たに開発することによって、従来困難だった磁区と磁壁の詳細な構造を解明しました。本成果は、エネルギー効率に優れた次世代の高速・省エネスピントロニクス素子の実現に向けた設計指針を与え、多極子磁性の理解と応用の深化に貢献することが期待されます。東京大学 大学院理学系研究科の塚本 萌太 大学院生（当時）、肥後 友也 特任准教授（当時）、佐々木 健人...

ナノスケールの細孔を持つ金属酸化物材料は、触媒や吸着・分離材、エネルギー材料など幅広い分野で応用・研究されており、中でも、単一の大きな結晶に無数のナノ細孔が空いている”単結晶性ナノ多孔体”は単結晶とナノ多孔体の性質を兼ね備えるユニークな材料として注目されています。本研究では、合成が難しかった金属酸化物の”単結晶性ナノ多孔体”合成のブレークスルーとなり得る技術を開発しました。細孔を形成する鋳型としてナノ多孔体を用いて、金属塩化物を染み込ませて蒸気としてナノ細孔中を拡散、気相輸送させて酸化することで鋳型内での結晶成長を実現しました。作製した酸化鉄ナノ多孔体は、一般的な微結晶...

有機半導体に高密度に電荷を注入していくと、絶縁体から金属に転移し、さらに電子相関効果が発達していく様子を初めて観測しました。これまで電子相関の影響は導体（銅酸化物や有機導体など）を中心に調べられてきましたが、今回、有機半導体でも電荷注入によって電子相関効果が発現することを見いだしました。現代物理学の中心的課題であり続ける電子相関発現のメカニズム解明に大きく貢献し、量子エレクトロニクス応用にも役立つことが期待されます。東京大学 大学院新領域創成科学研究科の竹谷 純一 教授、筑波大学 数理物質系の石井 宏幸 教授、東京科学大学 物質理工学院の岡本 敏宏 ...