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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光の波長で化学反応経路を制御

現在は露光では回折限界の問題で波長が短いと空間分解能が高くなるため、短波長(紫外)光が用いられ可視光は使われていない。将来的には波長の変化と光照射によって反応制御が可能になれば、半導体製造をはじめとして、光反応を利用した産業分野でよりの応用が期待できる。

 

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陽子の磁気モーメントを世界最高精度で測定

理研、グーテンブルグ大学(マインツ)、マックスプランク研究所の国際共同研究チームは世界最高精度となる陽子磁気モーメント(2.79284734462核磁子)を決定した(Schneider et al., Science 358, 1081, 2017))。陽子の磁気モーメントは物質構造の基礎となる物理量である。

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