ペロブスカイト薄膜のテラヘルツ帯巨大磁気抵抗効果〜テラヘルツデバイス

メモリの高密度化と並んで計算機やサーバーの高速動作には書き込み、読み出しの速度の向上が求められる。そこでテラヘルツ(THz)帯の書き込みと読み出しが可能な高速アクセスメモリの実用化が期待されている。巨大磁気抵抗子効果(CMR)はそのような目的に、適した動作原理であり薄膜材料での動作は実用デバイスに適している。

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fMRIの脳エントロピーイメージング〜ヒトの知能の理解に貢献

最近の脳機能の理解に脳イメージング手法の果たした役割は大きい。ニューヨーク薬科大学の研究チームは特殊な脳イメージング手法が脳エントロピー(注2)を可視化することが可能であることを見出した(Saxe et al., PLOS ONE online Feb. 12, 2018)。

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瞬間写真撮影で明らかにされたイオン風のメカニズム

イオン風の研究の歴史は以外と古い。高圧を印加した電極で空気放電を起こした際に、空気の成分である気体分子がイオン化して電荷を持つと負極に引き寄せられ中性分子と衝突する。このイオン流(イオン風)の正体とメカニズムは簡単そうでありながら、長い間謎に包まれていた。

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現実的になるテラヘルツ帯Wi-Fiネットワーク

ブラウン大学の研究チームはテラヘルツ帯のデータ通信パケットが部屋の中を減衰(データ損失)しないで反射を繰り返すことを明らかにした。このことからテラヘルツ帯を用いたワイアレス通信ネットワークの可能性が強まった。

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HRTEMイメージングによるLiイオンの不均一インターカレーションの可視化

 

エネルギー密度で他を寄せつけないLiイオンバッテリーであるが、安全性や寿命、充電時間などの課題も残る。安全な全固体型バッテリーの研究が進められているが、未解決の課題はLiイオンの受け手であるナノ粒子へのインターカレーションの微視的構造の解明にある。

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超伝導単一光子検出器による多光子同時検出

単一光子検出器といえば量子暗通信に欠かせないデバイスだが、最新の研究では少なくとも4光子同時検出が可能であることが示された。デューク大学の研究グループは10年前にはシミュレーションで不可能とされていた多光子同時計測が可能であることを実証した(Cahall et al., Optica 4, 1534, 2017)。

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3D原子イメージング(Atom Probe Tomography, APT)について

Atom Probe Tomography(ATP)は市販されている唯一の3D原子イメージング機器である。ナノプローブといえばAFMや最近では放射光X線イメージングが頭に浮かぶが、原子像を観察する分解能はTEMの独壇場であった。APTは単原子程度に迫る高空間分解能で3Dイメージを得る手法である(Miller M.K. et al.: Atom probe field-ion microscopy, Oxford University Press, Oxford (1996))。例えばイオンビーム分析機メーカーとして知られるCAMECA社から市販されている。

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運動量分解電子エネルギー損失分光で観測されたエキシトニウム(励起子の凝縮)

半導体や絶縁体の励起で電子と正孔のペアがつくられ、クーロン相互作用によって束縛状態になったという励起子の概念は新しいものではない。モット絶縁体や高温超伝導の本質を理解しようとすれば、スピン自由度の縮退や電子の局在状態の基礎となる励起子の凝縮問題は避けては通れない。

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