高輝度放射光によるPt3Niナノ粒子成長経路の推定@NSLSII

水素燃料電池は、クリーンで再生可能なエネルギーを生産するための有望な技術だが、カソード材料の低コスト化が普及に向けての大きな課題となっている。燃料電池の多くは、水素を電気エネルギーに変換するのに、高価な白金ベースの触媒を用いる。水素燃料電池を商業的に普及するためには、白金と同じ効率で低価格の触媒が不可欠になる。

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重力波実験施設LISAのレーザー干渉計が実験室で実証

地球外の重力波測定施設LISAのレーザー測定技術をほぼミッション条件下で実験室で評価試験をすることが可能になった。マックスプランク重力物理研究所(Albert Einstein Institute; AEI)とライプチヒ大学の研究チームは、2015年から2017年にかけて宇宙でLISAの基本的測定技術をテストしたLISA パスファインダー計画と連携している。

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共有結合非晶質物質の普遍的な局所秩序〜「第一ピーク」の起源が明らかに

原子構造に規則的な繰り返しパターンのない無秩序構造を有する材料は、非晶質として分類される。そのような材料は天然に見出すことができ、また様々な用途で広く利用されている。それらの基本的な研究手法は散乱実験による動径分布関数(RDF)とモデル計算の比較で、特殊な場合には同位体中性子散乱で部分動径関数が得られる。一方、近距離構造についてはEXAFSから得られる局所構造が構造決定に大きな役割を持つようになった。非晶質の共有結合物質の散乱曲線(S(k)カーブ)にはlow-k領域に第一ピークと呼ばれる大きなピークを持つ。第一ピークが構造を反映していることは、経験的に解釈されてきたが、その原子構造との対応は明らかになっていなかった。

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全く新しい酸素発生反応触媒〜放射光オペランドXAS@SOLEIL

太陽光や風などの再生可能エネルギーを貯蔵するには蓄電技術の他に、太陽光で水分解し水素エネルギーで貯蔵することができる。水素は燃料電池で電力として使用できる。水素はクリーンな燃料なので、世界中の研究チームは反応のエネルギー効率の高い水分解触媒の開発を行っている。再生可能エネルギーを使う水分解プロセスは近年目覚ましい発達を遂げたが、ここで紹介する新しい金属酸化物触媒は高性能実用材料として期待を集めている。

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超クラスタを介したPtCuNiP金属ガラスの結晶成長

エール大学の研究チームは、液体での構造が金属ガラスの成長速度に大きな影響を与えることを見出した(Xie et al., Nature Comm. 10: 915, 2019)。

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ペロブスカイト量子ドットからのコヒーレント単一光子放出

MITとETHの研究チームは量子計算および量子通信デバイスの重要な要素技術のひとつである単一光子源をペロブスカイト量子ドットでつくりだすことに成功した(Uzart et al., Science online Feb. 21, 2019)。

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Cu-酸化セリウム触媒の反応メカニズムの解明

大連化学物理研究所(DICP)の研究チームは、工業的に広く応用されている触媒であるCu-酸化セリウム系の原子構造を決定し、銅二層構造モデルを提案した(Chen et al., Nature Catalysis online Feb. 18, 2019)。

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マイクロキャビティ励起子ポラリトンによる量子光の生成

最近、半導体マイクロキャビティ内の励起子ポラリトンは、光子の量子特性を操作することが試みられている。 マッコーリー大学の研究チームは、キャビティ中の励起子ポラリトンを透過したレーザー光に出現する量子相関を調べ、励起子ポラリトンを使ってレーザー光を単一光子(量子光)に変換できる見通しが得られた(Munoz-Matutano et al., Nature Materials 18, 213, 2019)。

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究極の通信周波数帯となるX線通信(XCOM)

現在、宇宙船と地球の間で情報を送信するために電波が使われている。レーザー光通信は、より多くのデータを高いデータレートで送受信できる新しい通信手段である。その究極の周波数帯が、X線通信(XCOM)である。

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トポロジカル絶縁体における励起子ポラリトンの超高分解能中赤外イメージング

テルアビブ大学の研究チームは超高速かつ超高空間分解能で、2D材料の励起子の生成と伝播を調べ、炭素およびモリブデナイトなどのわずか数原子の厚さの2D材料の励起子が組み合わされると、どちらの材料にも帰属しない量子特性を示すことを見出した(Mrejen et al, Science Advances 5, eaat9618, 2019)。

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