放射光X線コンピューター断層撮影（CT）を用いて、全固体リチウム硫黄電池（SSLSB）の正極内部における充放電反応の空間分布を、高い空間分解能で可視化する手法を確立しました。正極全体にリチウムイオンを行き渡らせる電極スケールでのイオン輸送の遅さが、高速充放電と安定した充放電サイクルの両方を制限していることを明らかにしました。本手法により、電池内部で実際に何が起きているかを直接捉えることが可能になり、SSLSBを含むさまざまな電池系の電極設計の最適化に貢献することが期待されます。全固体リチウム硫黄電池（SolidStateLithiumSulfurBa...

光学顕微鏡観察中の細胞を、任意のタイミングかつ、ミリ秒（1000分の1秒）レベルの時間精度で凍結固定し、その瞬間の細胞状態を観察できる新たなクライオ光学顕微鏡技術を開発。これまでの細胞動態観察では、素早い細胞の動きを正確に捉えるために露光時間を短くすると、得られる光信号量が減少し、物質量の変化の正確な測定や細部までの詳細な観察が難しくなることが課題でした。カルシウムイオンの伝搬やオルガネラ（細胞内小器官）の動きなどの細胞動態を観察しながら瞬時に“止め”、十分に時間をかけて定量性の高い観察や、超解像顕微鏡による3次元観察などが可能に。時間の経過とともにダイナミッ...

カーボンナノチューブ（CNT）に光を照射すると発生する励起子は、CNTの光電特性を左右する重要な役割を担っているが、その空間的広がりは非常に小さく、寿命も極めて短いため、従来の計測技術では励起子の挙動を直接観測することは困難だった。フェムト秒赤外パルスを用いた超高速赤外近接場光顕微鏡を用いて、CNT内の励起子の局所的な超高速ダイナミクスを実空間で観測することに成功した。特に、CNT内部の微小な格子歪みや隣接するCNTとの相互作用といったナノスケールの局所環境が、励起子の生成と消滅に与える影響を解明した。励起子の局所的な超高速現象を理解することは、その制御技術の...