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物理学会
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東北大など、スピントロニクス素子を使った人工知能の動作実証に成功
世界初、スピントロニクス素子を使った人工知能の動作実証に成功 ‐人工知能技術の適用範囲を飛躍的に拡大‐ 【概要】 国立大学法人東北大学電気通信研究所附属ナノ・スピン実験施設の大野英男教授、佐藤茂雄教授、深見俊輔准教授、秋間学尚助教、同ブレインウェア実験施設の堀尾喜彦教授らのグループは、磁石材料から構成されるミクロなスピントロニクス素子を使った人工知能の基本動作の実証に世界で初めて成功しました。 近年、脳の情報処理機構を真似て効率的に認識・判断を行うことを目指す人工知能と呼ばれる技術が非常に注目され、一部で実用化されています。現在実用化されている人工知能はいずれも従来の半導体...
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理研と京大、新粒子候補テトラクォークZc(3900)の正体を解明
新粒子候補テトラクォークZc(3900)の正体 ―大規模数値シミュレーションで解明― <要旨> 理化学研究所(理研)仁科加速器研究センター初田量子ハドロン物理学研究室の池田陽一客員研究員、土井琢身専任研究員、初田哲男主任研究員、京都大学基礎物理学研究所の青木慎也教授らの共同研究グループ(※)「HAL QCD Collaboration[1]」は、スーパーコンピュータを用いた大規模数値シミュレーションにより、「クォーク[2]」4個から成る新粒子と考えられていた「Zc(3900)[3]」が、クォークの組み替えにより引き起こされる現象、すなわち「しきい値効果[4]」であり、新粒子とは呼べないことを明らかにしまし...
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東北大、マンガンケイ化物系熱電変換材料で従来比約2倍の出力因子を実現
マンガンケイ化物系熱電変換材料で従来比約2倍の出力因子を実現 ―300〜700℃の未利用熱エネルギー有効利用に期待― NEDOプロジェクトにおいて、東北大学の研究グループは、マンガンケイ化物系熱電変換材料で、発電量を表す指標である出力因子として、従来の約2倍に相当する2.4mW/K2mを実現しました。 今回の成果により、自動車エンジンの排熱や産業分野における工業炉からの排熱等、300〜700℃の未利用熱エネルギーを電力に変換する高出力熱電発電モジュールの実現が期待されます。 *図1は添付の関連資料を参照 1.概要 現在、運輸・産業・民生の分野において、一次エネルギーの半分以上が利用...
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東北大と阪大など、新しいトポロジカル物質「ワイル半金属」を発見
新しいトポロジカル物質 「ワイル半金属」を発見 −超高速・低消費電力な次世代デバイスの開発に弾み− 【概要】 東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の相馬清吾准教授、高橋 隆教授、同理学研究科の佐藤宇史准教授、大阪大学産業科学研究所の小口多美夫教授、ケルン大学(ドイツ)の安藤陽一教授らの研究グループは、新型トポロジカル物質「ワイル半金属」の発見に成功しました。今回の成果により、超高速でかつ消費電力を低く抑えた次世代デバイスの開発が大きく進展するものと期待されます。 本成果は、米国物理学会誌フィジカル・レビュー・Bの「注目論文」に選ばれ、平成28年4月20日(米国東部時間)...
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東北大など、X線の屈折・散乱を画像計測する非破壊検査用高感度X線スキャナーを開発
X線の屈折・散乱を画像計測する 非破壊検査用高感度X線スキャナの開発 −工場生産ラインでの実用化に目処− 【概要】 東北大学多元物質科学研究所の百生敦教授と株式会社リガク(代表取締役社長、志村 晶)は、科学技術振興機構の研究成果展開事業(先端計測分析技術・機器開発プログラム 開発課題名「位相敏感高感度X線非破壊検査機器の開発」)の一環として、工場生産ラインなどでの実用化を想定した非破壊検査用高感度X線スキャナを開発しました。これは、X線の影絵によって検査を行なう従来機器に対して、X線位相コントラストを利用してX線の微弱な屈折や散乱を画像検出する仕組みの搭載を世界で初めて成功したことによ...
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東大、ビッグデータを活用して界面構造の決定スピードを100倍以上の高速化に成功
ビッグデータを活用して界面構造の決定スピードを100倍以上高速化! −触媒や電池の開発を加速− 1.発表者: 溝口 照康(東京大学生産技術研究所 准教授) 清原 慎(東京大学大学院工学研究科 大学院生) 小田 尋美(東京大学大学院工学研究科 大学院生) 津田 宏治(東京大学大学院新領域創成科学研究科 教授) 2.発表のポイント: ◆資源探索の分野で用いられているビッグデータ(注1)活用技術を物質科学に利用し、物質の性質に決定的な役割を果たす界面(注2)の構造を高速に決定することに成功しました。 ◆物質の界面の構造を決定するにはこれまで数千〜数万回の構造緩和計算(注3)が必...
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北大とトヨタなど、自動車排ガス浄化用触媒材料を放射線損傷なくナノレベル観察することに成功
SACLA 産学連携プログラムで,自動車排ガス浄化用触媒材料を 放射線損傷なくナノレベル観察することに成功 −X線自由電子レーザーを利用した世界初の産学連携研究論文を発表− ■概要: 北海道大学,トヨタ自動車株式会社,高輝度光科学研究センター(JASRI),理化学研究所(理研)は,X線自由電子レーザー(XFEL)施設「SACLA」(*1)を用いた世界初の産学連携研究の成果として,自動車排ガス浄化用触媒材料を,放射線損傷なくナノレベルで観察することに成功しました。これは,北海道大学電子科学研究所の吉田力矢助教,西野吉則教授,トヨタ自動車株式会社材料技術開発部の山重寿夫主任,理化学研究所放射光科学総合研究セ...
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東大など、「時間結晶」が不可能であることを数学的に厳密に証明
「時間結晶」が不可能であることの証明 〜ノーベル賞物理学者の新理論を明確に否定〜 1.発表者: 渡辺 悠樹(カリフォルニア大学バークレー校博士課程 大学院生) 押川 正毅(東京大学物性研究所 教授) 2.発表のポイント: ◆フランク・ウィルチェック教授(Frank Wilczek、マサチューセッツ工科大学教授、2004年ノーベル物理学賞受賞)が、2012年に、「時間結晶(time crystal)」という物質の新しい状態の可能性があることを理論的に提案した。本研究グループは、統計力学の原理に従う限り時間結晶の実現は不可能であることを数学的に厳密に証明した。 3.発表概要: 多くの物質を冷却すると結晶が自...
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浜松ホトニクス、高出力半導体レーザーを8分の1の狭スペクトル幅で発振に成功
LDを8分の1以下の狭いスペクトル幅で発振する レーザー共振器の開発に、世界で初めて成功 全固体レーザーの出力を向上する励起用LD光源の開発に期待 当社は、高出力半導体レーザー(以下LD)スタック2個を、ストライプミラーと単一面型VBG(Volume Bragg Grating)を用いて同時に波長制御し、8分の1以下の狭いスペクトル幅で発振する、安定したレーザー共振器の開発に世界で初めて成功しました。これにより、全固体レーザーの出力を向上する励起用LD光源の開発が期待できます。 本成果は、応用物理学会誌の「アプライド・フィジックス・エクスプレス(Applied Physics Express(APEX)Online)5月号」に掲載予定で、4月14日に電...
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グラフェンの電子状態を制御することに成功 −新たな機能開拓と伝導性の制御に道− <概要> 東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の清水亮太助教、菅原克明助教、高橋隆教授、一杉太郎准教授は、グラフェンを二層重ねた物質(二層グラフェン)の間にカルシウム原子を挿入(サンドウィッチ)した二層グラフェン化合物について、それを形成する下地基板の特性を利用して性質を改変することに成功し、電荷密度波(注1)(図1)が生じていることを明らかにしました。 グラフェンは、エレクトロニクス応用に向けて、エネルギーギャップ(注2)や超伝導等の様々な性質を付与することが切望されており、その方法が活...
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東北大、高温超伝導を担う電子が異常な秩序状態を形成することを解明
高温超伝導を担う電子の、異常な秩序状態を観測 −超伝導機構の解明に手掛かり− <概要> 東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の高橋隆教授、谷垣勝己教授、および同大学院理学研究科の中山耕輔助教らの研究グループは、新型鉄系高温超伝導体のモデル物質である鉄セレンにおいて、超伝導を担う電子が、異常な秩序状態を形成することを初めて明らかにしました。この発見は、鉄系高温超伝導体の超伝導機構を解明する鍵になると期待されます。 本研究成果は、米国物理学会誌 Physical Review Lettersに、平成26年12月5日(米国東部時間)付けでオンライン掲載されます。 <背景> 2008年に、東京工業大学の...
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有機太陽電池の光電変換効率の理論限界をシミュレーション −有機太陽電池の高効率化への指針− <ポイント> ・有機太陽電池の電荷分離機構の違いを考慮して理論限界を算出 ・有機太陽電池が最も高い効率を示す光の波長を理論計算により決定 ・有機太陽電池の高効率化への指針として期待される <概要> 独立行政法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)ナノシステム研究部門( http://unit.aist.go.jp/nri/index_j.html )【研究部門長 山口 智彦】ナノ理論グループ 関 和彦 研究グループ長、計測フロンティア研究部門( http://unit.aist.go.jp/riif/index.html )【研究部門長 山内 幸彦】ナノ顕微分...
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東大など、軽水と重水における水素結合の違いを高感度で検出することに成功
軽水と重水の綱引き −水素結合の違いを高感度で検出− 1.発表者: 原田慈久(東京大学物性研究所附属極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設・東京大学放射光連携研究機構 准教授) 丹羽秀治(東京大学物性研究所附属極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設・東京大学放射光連携研究機構 特任研究員) 徳島 高(※)(理化学研究所放射光科学総合研究センター 技師) 堀川裕加(理化学研究所放射光科学総合研究センター 基礎科学特別研究員) 辛 埴(東京大学物性研究所附属極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設・東京大学放射光連携研究機構...
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コヒーレントX線の斬新な利用法を開発 〜転位ひずみ場を可視化して、X線渦ビームを発生させる〜 <本研究成果のポイント> ●コヒーレントX線のブラッグ回折現象を利用して厚い試料のナノスケールひずみ分布を可視化 ●ひずみ場の位相特異点を利用した新しい微小X線渦ビーム形成法を提案 大阪大学大学院工学研究科の高橋幸生准教授、理化学研究所播磨研究所放射光科学総合研究センターの石川哲也主任研究員らの研究グループは、物質中の転位ひずみ場を可視化して、X線渦ビームを発生させるというコヒーレントX線の斬新な利用方法を開発しました。 転位とは結晶中に含まれる線状の結晶欠陥のことであり、転位の周りで局...
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東北大、新考案のミラー光学系でEUVリソグラフィ用マスクの高分解能観察に成功
新考案のミラー光学系でEUVリソグラフィ用 マスクの高分解能観察に成功 −新しい顕微鏡開発で16nm世代リソグラフィの実現に貢献− <概要> 東北大学多元物質科学研究所・豊田光紀助教らの研究グループは、独自に開発した多層膜ミラー光学系による顕微鏡により、16nm世代用のEUVリソグラフィ用マスクを高い空間分解能で観測することに成功しました。波長13.5nmの短波長の極端紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)を用いて、半導体ウエハ上に微細回路パターンを焼き付けるEUVリソグラフィでは、回路パターンの原盤に、Mo/Si多層膜ミラーを用いた反射型マスクが用いられます。反射型マスクの開発では、マスク上に存在する微細欠陥...
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産総研など、素子内の電荷の振る舞いを分子レベルで計測することに成功
発光している有機EL素子内部の状態を計測・評価 −動作中の封止された有機EL素子内の分子を初めて評価可能に− <ポイント> ・有機EL素子を発光させながら素子内部の特定の有機層界面の情報を選択的に非破壊で測定 ・先端計測技術であるレーザー分光測定法と有機EL素子の作製・評価技術を融合 ・有機エレクトロニクスデバイスの特性向上や劣化解析のための非破壊分析にも応用 <概要> 独立行政法人 産業技術総合研究所【理事長 野間口 有】(以下「産総研」という)ナノシステム研究部門【研究部門長 八瀬 清志】ナノシステム計測グループ 宮前 孝行 主任研究員、フレキシブルエレクトロニクス研究...
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NICTなど、酸化ガリウム(Ga2O3)単結晶基板を用いた電界効果型トランジスターを開発
“酸化ガリウム(Ga2O3)トランジスタ”を世界で初めて実現! 〜省エネルギー問題の解決に向けた“次世代パワーデバイス”候補に名乗り〜 独立行政法人情報通信研究機構(理事長:宮原 秀夫)は、株式会社タムラ製作所(代表取締役社長:田村 直樹)、株式会社光波(代表取締役社長:中島 康裕)と共同で、新しいワイドギャップ半導体(*1)材料である酸化ガリウム(Ga2O3)(*2)単結晶基板を用いた電界効果型トランジスタ(FET)(*3)を開発し、その世界初の動作実証に成功しました。 酸化ガリウムは、そのワイドギャップに代表される材料物性から、高耐圧・低損失なパワーデバイス(*4)用途...
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炭素12原子核の新しい励起状態を発見 −生命誕生の謎にせまる− 1.発見の概要 東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター、大阪大学核物理研究センター、京都大学大学院理学研究科、甲南大学、米国ノートルダム大学からなる研究チームは、宇宙における元素合成過程に重要な役割を果たす炭素12原子核の新しい励起状態を発見しました。今回の発見により、宇宙における元素合成過程の解明が進むと共に、生命誕生の謎に迫ることが期待できます。 2.発見の詳細 人体や地球など宇宙を構成するすべての元素はビックバン後に合成されました。ビッグバン直後に水素とヘリウムが合成され、その後、水素とヘリウ...
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東大と理化学研究所、スピンキラリティが誘起する自発的ホール電圧を磁場で制御することを発見
スピンキラリティが誘起する自発的ホール電圧を磁場で制御する 1.発表者: Luis Balicas(米国国立高磁場研究所 専任研究員/元 東京大学物性研究所客員准教授) 町田 洋(東京工業大学大学院理工学研究科 助教/元 東京大学物性研究所 日本学術振興会特別研究員) 中辻 知(東京大学物性研究所 准教授) 小野田繁樹(理化学研究所基幹研究所 専任研究員/元 東京大学物性研究所客員准教授) 2.発表概要: ホール効果は19世紀の発見以来、磁場、あるいは、強磁性に伴う磁化の存在が必ず必要とされてきましたが、我々は磁気秩序の存在しないゼロ磁場下で、巨大なホール効果が、電子ス...
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東大とJSTなど、ありふれた永久磁石にマルチフェロイックの特性を持たせる技術を開発
ありふれた永久磁石をマルチフェロイック磁石に (強磁性体と強誘電体の性質を持つ多能材料に一歩前進) JST 課題解決型基礎研究の一環として、東京大学 大学院工学系研究科の十倉 好紀 教授とJST 戦略的創造研究推進事業 ERATO型研究「十倉マルチフェロイックスプロジェクト」の徳永 祐介 研究員らの研究グループは、室温でのマルチフェロイック材料につながる新しい材料を開発しました。 「マルチフェロイック材料」とは、磁石の性質(強磁性)と誘電性(強誘電性)の性質を併せ持つ材料のことです。電場(電圧)により磁石の強度を制御でき、また、磁場によっても電気分極の強度を制御できるとい...
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栗田工業、半導体レジスト剥離工程におけるアッシングレス処理の実証に成功
半導体レジスト剥離工程におけるアッシングレス処理の実証に成功 〜電解硫酸製造装置「グリーンサルファシッドKDR」の適用拡大〜 栗田工業株式会社(本社:東京都新宿区 社長:齊藤 浩)は、半導体製造プロセスにおけるレジスト(*)剥離工程において、電解硫酸製造装置「グリーンサルファシッドKDR」を適用することで、アッシングレスで処理する場合でも安定したレジスト剥離の効果を出せることを実証しました。 従来のレジスト剥離技術では、硫酸と過酸化水素水の混合溶液を使うSPM 法が広く用いられていますが、溶液を長期間使用するとレジスト剥離能力が徐々に低下することから、前処理としてアッシン...
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東北大学など、光が有機物質を変える瞬間の超高速スナップショット観測に成功
電子の氷を光で融かす一瞬を捉える 〜光が有機物質を変える瞬間の超高速スナップショット〜 <概 要> 東北大学大学院理学研究科の岩井伸一郎教授、自然科学研究機構 分子科学研究所の米満賢治准教授、山本薫博士、東北大学金属材料研究所の佐々木孝彦教授らのグループは、光の照射によって、有機物質の色や電気伝導度が大きく変化する現象(光誘起相転移現象(注1))の、最初の瞬間を捉えることに成功しました。本研究成果は、平成22年12月3日(米国東部時間)発行(予定)の米国物理学会誌Physical Review Lettersに受理され、オンライン版で近日中に公開されます。 ■背 景 ごく最...
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理化学研究所、核分裂反応の微視的シミュレーションを計算可能にする理論を開発
核エネルギー生成機構の数値シミュレーションに画期的な理論 −時間依存平均場理論に基づいた新理論を開発− ◇ポイント◇ ●核エネルギーの鍵である核分裂反応の理論的解明が革新的に進歩 ●計算時間を100万時間から10時間程度へ約4桁短縮できることをテスト計算で実証 ●原理的に無限個の準粒子数の軌道数を数百個程度へと劇的に減らすことに成功 独立行政法人理化学研究所(野依良治理事長)は、最新のスーパーコンピュータを1,000年以上使い続けても達成できないほどの膨大な計算量を必要とするため、これまで理論的な解析ができなかった核分裂反応(核エネルギーを原子炉内で生成する反応)の微視的...