固相界面活性剤を鋳型として利用し、非層状化合物であるアモルファスシリカナノシートの厚みを1ナノメートル（ナノは10億分の1）より薄い精度で制御することに成功。得られたナノシートは高い均一性と分散安定性を示し、2次元稠密（ちゅうみつ）集積膜を用いてバンドギャップや絶縁破壊電圧、水解離反応の触媒活性の厚さ依存性を調査。これまで水解離触媒として不活性だと考えられてきたアモルファスシリカが極薄膜化することで高性能な触媒となることを発見。地殻中に豊富に存在するアモルファスシリカの高度な機能化は、資源制約の少ない新材料創製につながる。名古屋大学 未来材...

繰り返し充放電できる新たな酸化物正極材料を開発しました。原子の通り道を多く含む非晶質材料を用い室温作動を実現しました。本正極を用いたマグネシウム蓄電池で、室温における200回以上繰り返し充放電を世界で初めて実証しました。資源として豊富なマグネシウム（Mg）を用いるマグネシウム蓄電池（RMB）は、希少金属（レアメタル）であるリチウムを使用するリチウムイオン電池を補完・代替しうる次世代蓄電池として期待されます。RMBの実現には、繰り返しMgイオンを貯蔵・放出できる正極材料の開発が必須です。この中でも特に、高電位により大量のエネルギーを蓄えられる酸化物材料...

面内方向に磁化を持つ強磁性材料において異常ホール効果を観測軌道磁化とスピン磁化の非対角的な結合が本質的に重要であることを実証軌道磁化が開く新たな物性科学と応用技術の可能性に期待東京科学大学（Science Tokyo） 理学院 物理学系の打田 正輝 准教授の研究グループは、同大学 理学院 物理学系の石塚 大晃 准教授の研究グループ、および東京大学 大学院理学系研究科 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）の研究グループと共同で、面内方向に磁化を持つ強磁性材料における異常ホール効果の観測に成功しました。...

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...

量子物質の一種である電子強誘電体のルテチウム鉄酸化物（LuFe2O4）に室温でテラヘルツ光を照射すると、これまで見つかったバルク強誘電体として過去最大の電気分極変化を示すことを発見しました。この分極の巨大変化は、多数の電子の協力効果により超高速に生じることを明らかにしました。超高速強誘電体メモリーなど新規な光エレクトロニクスデバイスの原理として応用が期待できます。強誘電体はメモリーや光変調器などのエレクトロニクスに欠かせない材料です。昨今のデジタルトランスフォーメーション（DX）と呼ばれる情報の活用方法の変革は、電気素子のテラ（1兆）ヘルツ以上の超高速動作を至...

固体酸化物形燃料電池（SOFC）の中温動作（300度）に不可欠な高プロトン伝導性酸化物を開発高いプロトン伝導率を発現するメカニズムを計算機シミュレーションにより解明SOFCの実用化や大型トラックなどへの多用途化が期待されるSOFCは、高効率かつ高耐久な燃料電池の１つです。水素を燃料とし、発電時に二酸化炭素を排出しない発電デバイスであり、水素エネルギー社会実現に向けた中核技術として注目されています。しかし、発電の動作温度は700～800度と高く、高価な耐熱材料の使用による材料コストが課題となっています。もし300度程度の中温度域で発電できれば、より安価...

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。京都大学 大学院工学研究科の樋口 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...

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 ...

電気回路・組み込み・部品の印刷・制御ソフト開発まで完全自作した化学ロボットを開発。設計図、３Ｄプリンター図面、ソフト、組み込み、電気回路図などをすべて公開。開発した材料ロボットによる無機材料の合成に成功。北海道大学 大学院理学研究院・総合イノベーション創発機構 化学反応創成研究拠点（ＷＰＩ－ＩＣＲｅＤＤ）の髙橋 啓介 教授、髙橋 ローレン 助教、クワハラ・ミカエル 学術研究員、前田 理 教授らの研究グループは、３Ｄプリンターを活用して完全自作可能な材料合成ロボット「ＦＬＵＩＤ」を開発しました。これまで、研究グループは触媒インフォマティクスを...

酸素分子のみを酸化剤として使用し、室温に近い温和な条件でスルフィド酸化を実現。スルフィドからスルホンへの酸化が９９パーセント以上の選択性で進行。多元素の組み合わせによる協奏効果を活用し、触媒の貴金属量を大幅に削減。東京科学大学（Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｏｋｙｏ） 総合研究院 フロンティア材料研究所の鎌田 慶吾 教授と和知 慶樹 特任助教、東北大学 金属材料研究所の熊谷 悠 教授らの研究チームは、マンガン（Ｍｎ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）を組み合わせたペロブスカイト酸化物が、酸素分子（Ｏ２...