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「ナノ 原子」情報を 30 件お届けします
配信日: 1月21日

シリコンを上回る変換効率、量子ドット太陽電池の新製法を開発

シリコンを上回る変換効率、量子ドット太陽電池の新製法を開発

www.itmedia.co.jp
  • 今回研究グループが新しい製造方法を開発したのは中間バンド型の量子ドット太陽電池
  • しかし材料の制約や設備負荷などの問題から安価で製造することには課題があった
  • 中間バンド型量子ドット太陽電池は、バルク(母体)半導体中にナノサイズ半導体(量子ドット)を高密度に充填(じゅうてん)したナノ構造体(光吸収層)から構成される
ボース・アインシュタイン凝縮を宇宙空間で実現

ボース・アインシュタイン凝縮を宇宙空間で実現

www.natureasia.com
  • 宇宙での生成は、地上での生成よりもさらに低い温度を実現できるなど、さまざまな利点があり、この気体は宇宙を超高精度で調べる量子センサーにもなりそうだ
  • 例えば1887年、波の干渉を利用したセンサーである光学干渉計を使って、エーテルが存在しないことが立証された1
  • 今回、ライプニッツ大学ハノーバー量子光学研究所(ドイツ)のDennis Beckerらは、ボース・アインシュタイン凝縮体と呼ばれるエキゾチックな物質状態を利用した宇宙機搭載センサーが、次の大きな発見をもたらす可能性があることを実証し、Nature 2018年10月18日号391ページで報告した4
 

原子の対称性を超えるナノ物質を発見

www.jst.go.jp
  • こうした重なりを利用すると特異な電気伝導性や磁気特性を引き出すことが可能であり、これまでにない電子材料や磁性材料の開発につながることが期待される
  • ナノ物質は複数の原子核を持つため、幾何学的対称性が必ず低くなるからである
  • 今回、コンピューターシミュレーションを利用することで、常識に反し、幾何学的対称性とは異なる対称性に基づいてエネルギー状態が重なる超縮退物質を見つけることに成功した
 

ストロンチウム光格子時計の実効的魔法条件の決定

www.riken.jp
  • 高次の光シフトの効果は、理論、実験の両面において精力的に研究されてきましたが、微小な効果であるため、これまで整合の取れた測定結果は得られていませんでした
  • 原子が選択的に吸収する固有の共鳴周波数を、振動子の周波数として用いているのが「原子時計」です
  • 実効的魔法条件を満たす光格子のレーザー強度、周波数、原子の振動量子状態に、光格子時計の動作点を設定することで、高次の効果まで含めた光シフトを19桁のレベルに低減することができます
 

貴金属触媒を使わずバイオマスからプラスチック原料を合成

www.jst.go.jp
  • 限られた化石資源を使わずに化成品を製造することは避けられない課題となっており、そのために新しい触媒材料の設計と開発が切望されている
  • そこで、実験と理論計算を用いて、最適構造や反応サイトについての詳細な検討を行った
  • さらに、PEFはPETよりも優れたガスバリア性、熱安定性、低温での熱可塑性を持つため、容器や電子材料の封止材として高いポテンシャルが示唆されている
 

マテリアルズインフォマティクスを活用してナノシート材料の高効率合成が ...

www.jst.go.jp
  • 本研究で確立した酸化チタンナノシートの収率向上の手法は、さまざまなナノシート材料の構造制御や応用を加速させる上で重要となります
  • グラフェンに代表されるナノメートルスケールの厚さを持つ2次元ナノ材料(ナノシート)は、層状に積層した構造をバラバラにはがす(はく離する)ことで合成されてきました
  • 本成果は、以下の事業・研究領域・研究課題によって得られました
 

貴金属触媒を使わずバイオマスからプラスチック原料を合成〜最適構造 ...

release.itmedia.co.jp
  • 限られた化石資源を使わずに化成品を製造することは避けられない課題となっており、そのために新しい触媒材料の設計と開発が切望されている
  • そこで、実験と理論計算を用いて、最適構造や反応サイトについての詳細な検討を行った
  • さらに、PEFはPETよりも優れたガスバリア性、熱安定性、低温での熱可塑性を持つため、容器や電子材料の封止材として高いポテンシャルが示唆されている
 

(ほぼ)摩擦なし:分子の世界のベアリング

www.jst.go.jp
  • また、固体NMR装置の一部は、物質・材料研究機構微細構造解析プラットフォーム(文部科学省 委託事業ナノテクノロジープラットフォーム)の最先端設備が活用されています
  • そこで、次に研究グループは、内部の球状分子の回転速度を精密に測定しました
  • 大きな物体では、分子間相互作用を主因に摩擦が生じますが、今回の成果は小さなナノサイズの世界では、分子間相互作用が大きくとも、ほとんど摩擦がないベアリングが実現できることを示すものです
 

ナノ合金の画期的な結晶構造制御法の開発に成功

www.jst.go.jp
  • 当研究グループでは、バルクの状態図にとらわれず材料開発を行うため、粒径をナノメートルオーダーまで小さくすることで、混ざらない金属同士を原子レベルで混ぜる技術などを開発してきました
  • 本研究では、その還元のタイミングにわずかな差をつけることで、合金を形成しつつも、その結晶構造を制御することを可能にしました
  • 例えば鉄は室温でbcc構造をとり強磁性体として磁石にくっつきますが、911℃以上の高温ではfcc構造をとり非磁性体となって磁石に応答しなくなります
 

ナノスケールの光による新しい電子輸送現象を解明

www.jst.go.jp
  • また、今回開発したSTMの先端計測技術によって、今後ナノスケールの光と物質の相互作用に関する新たな物理現象の発見も期待されます
  • 接合内にはポテンシャルによって閉じ込められた電子の離散的なエネルギー準位が存在しています(図2a)
  • 本研究グループは光と物質の相互作用を原子、分子スケールで直接調べることを目的として、STM接合をレーザー光によって高精度に照射できる新しい装置を開発しました
小さなナノの世界が科学技術を大きく変える 高校生記者が行く 千葉工業 ...

小さなナノの世界が科学技術を大きく変える 高校生記者が行く 千葉工業 ...

www.koukouseishinbun.jp
  • また、先生が開発された高温動作のメモリが、惑星探査機や飛行機のフライトレコーダーへの応用も期待できると聞き、実用化がとても楽しみに思いました
  • こうした課題を解決すべく菅先生が開発したのが、金属のナノ構造変化を利用した電極だ
  • ナノスケールの物質がもつ特性をうまく利用すると、常識では考えられない高効率のエネルギー変換が可能になったり、複雑な電子回路をごく単純な構造で作れたりするそうだ
「水」もナノスケールの世界では圧縮されて体積が小さくなる場合がある ...

「水」もナノスケールの世界では圧縮されて体積が小さくなる場合がある ...

gigazine.net
  • By AlexanderAlUS研究チームは、グラフェンのナノ細孔を使ったDNAシークエンス技術の新手法をテストするための研究の中で、この現象を発見しました
  • この現象は、非常に高い電界によって生み出されるのではなく、空間と空間の間で電位に勾配があるという状態によって引き起こされます
  • 2つの領域で電位勾配が存在する原子レベルの世界では、水は圧縮される場合があることが研究によって明らかにされています
 

水素結合のリレーで軸回転

www.jst.go.jp
  • 研究グループでは、CH-π水素結合を活用した新しい組み上げ方法をさらに展開・活用することで、今後、さまざまな構造と運動性を持った分子機械を登場させられると期待しています
  • 図4は、結晶構造解析により、実験的に解き明かされた分子構造です
  • 加えて、この単軸回転は、固体状態で存在していたことから、ナノサイズの分子の世界では「多数の水素結合」と「固体内での束縛」が存在する中でも、「方向を制御しながら物体の高速回転が実現できる」ことを示しています
 

従来の定説を覆す新規なFT合成触媒

www.jst.go.jp
  • さらに二酸化炭素の転換による軽油の合成にも応用することを目指し、エネルギー問題と環境問題の同時解決に1つのオプションを提供します
  • あるいは近隣の小さなコバルト粒子表面へ再吸着し、液体燃料になる(図4)
  • 富山大学科学技術振興機構(JST)
 

磁気のない金属からナノ薄膜磁石を作ることに成功

www.jst.go.jp
  • 今回の研究成果は、本来磁気を示さない金属元素を用いてメモリー用のナノ薄膜磁石を創出するという新しい材料設計コンセプトを実証したものです
  • 現行のSTT-MRAMでは鉄を主成分とする材料が用いられており、その強い磁力を抑えるさまざまな工夫が研究されています
  • この電圧印加による垂直磁気異方性の変調注6)効果は、鉄などの強い磁気を示す物質で観測されこれまで多くの研究報告がありますが、磁気をほとんど示さないマンガン金属単体で観測された例はありませんでした
 

半導体ナノサイズトランジスタへ電子1個が出入りする様子をキャッチ

www.jst.go.jp
  • 今後、InAs自己形成量子ドットの量子ビットとしての研究が進展することで、量子情報装置の開発を促進することが期待されます
  • InAs自己形成量子ドットは量子ドットレーザー注3)としてすでに応用されています
  • より高機能な量子ビットを探索するため、さまざまな種類の半導体量子ドットでの電子スピン制御や光子との量子状態の変換などの技術が研究されています
ナノテクノロジーがヒーローを変える? 『アベンジャーズ/インフィニティ ...

ナノテクノロジーがヒーローを変える? 『アベンジャーズ/インフィニティ ...

realsound.jp
  • ナノテクノロジーの現実的な定義や概念はさておき、SF映画等で描かれる場合、分子や原子レベルの大きさの小さな機械=ナノマシンが瞬時に組み合わさって、様々なものを作り出す、みたいな感じです
  • あの時は身体が液体金属というコトバが使われていましたが、あれもナノテクノロジーの一種です
  • 『アイアンマン』の1作目から観ていると、もともとアイアンマン・スーツは鎧のようなもので、それを装着するような感じだったし、『スパイダーマン:ホームカミング』で描かれたスーツも、ハイテクとはいえ、ジャージに着替えるみたいなノリでしたが、今回は、瞬時に身体がナノテクノロジーに覆われ、ヒーローとなる
キノコと細菌、ナノ素材を組み合わせた「バイオニックキノコ」が発電につか ...

キノコと細菌、ナノ素材を組み合わせた「バイオニックキノコ」が発電につか ...

techable.jp
  • 今後研究者らは、環境や生体の調査にとって有用なアプリケーションを開発すべく、微生物やナノ素材の組み合わせのさまざまな変更を試していくことになるだろう
  • そして、シアノバクテリアに付着したグラフェンナノリボンは、導電線として作用し、電子を外部回路に移動させる
  • 実際組み合わせたのは、藻の仲間として知られ光合成をおこなうシアノバクテリアと、炭素原子の薄型シートをリボン状にしたグラフェンリボン、そしてキノコだ
磁力の弱いナノ薄膜磁石を磁気のない金属から作製

磁力の弱いナノ薄膜磁石を磁気のない金属から作製

eetimes.jp
  • 大容量の高集積MRAMを実現するための技術的課題の一つとして、MRAMの情報記録の源である薄膜磁石の磁力を低減することが挙げられる
  • 磁気が微弱であるにも関わらず、その素子は明瞭なTMR効果を室温で発現することが明らかになった」とする
  • 鈴木助教らの研究グループは今回、磁気のない磁石のような物質である反強磁性体を用いる手法で、磁力の弱い薄膜磁石の実現を模索した
皮膚に貼り付けられるナノ膜スピーカーがバイオリンの演奏を鳴らす!

皮膚に貼り付けられるナノ膜スピーカーがバイオリンの演奏を鳴らす!

techable.jp
  • 研究者らは、比較的製造が容易との理由で、シルバー製のナノワイヤを素材として選択し、網状のナノ膜に組み込んだ
  • マイクでは、ナノ膜とこれを挟むフィルムとの接触により生じる電圧から、音を検出する
  • ・電流による熱で周りの空気を振動させて音に ナノ膜スピーカーは、電流が流れる際に発生する熱が、周りの空気を振動させ、それによって音が鳴る仕組み
グラフェンをトポロジカル絶縁体に変えることに成功(東京大学・青山学院 ...

グラフェンをトポロジカル絶縁体に変えることに成功(東京大学・青山学院 ...

www.u-presscenter.jp
  • ◆電子デバイスにも有用なグラフェンにトポロジカルな性質を付与できたことから、スピントロニクスやバレートロニクスを含め、応用の可能性が大きく広がると期待される
  • また、そのトポロジカル絶縁状態を外部から加えた電圧で制御できる点は、応用上も重要な進歩です
  • 今後は、更に強いスピン軌道相互作用を導入して高い温度でもトポロジカルな性質を確認したり、電気伝導の制御ができるようにしたりすること、また、超伝導との組み合わせでトポロジカル量子計算を行えるようにするなど、さまざまな方向での研究の発展を図っていきます
時速5ナノメートルだぜ。原子100個のレーシングカーが怒涛の36時間 ...

時速5ナノメートルだぜ。原子100個のレーシングカーが怒涛の36時間 ...

www.gizmodo.jp
  • 当然、参加チームは肉眼でレースを見ることはできませんので、国立科学研究センターがカスタマイズした走査型トンネル顕微鏡を使って観察・操縦を行なうとのこと
  • またナノレベルでは少しの運動でも原子に大きく影響するので、なるべく静止するようにトラックは-270℃まで冷却されています
  • フランス国立科学研究センターによって主催されているこのレースは「NanoCar Race」(ナノカー・レース)と名付けられています
 

世界初、測定データだけで物質のミクロ構造と構造ゆらぎを推定

www.jst.go.jp
  • 熊本大学 パルスパワー科学研究所 赤井 一郎 教授らの研究グループは、金属、半導体、絶縁体などの広域X線吸収微細構造(EXAFS:Extended X-Ray Absorption Fine Structure)注1)の解析法に、スパースモデリング注2)を適用しました
  • このように本研究では、標準試料の銅を対象として、スパースモデリングがEXAFS振動スペクトルの解析で有効に働くことを示しました
  • さらに、近接原子の配位が距離に対してスパースである事実をスパースモデリングとして組み込むことで、一切の事前知識なく測定データのみから、(1)距離に対してまばらに配置している原子間の動径構造関数(ミクロ構造)を得ることと(2)デバイ・ワラー因子(近接原子の構造ゆらぎや可動性)の推定を実現しました
表面増強ラマンによる非標識・無染色でのがん代謝の可視化に成功

表面増強ラマンによる非標識・無染色でのがん代謝の可視化に成功

www.jst.go.jp
  • そこで本共同研究ではがんに固有の多様でかつ多数の代謝物の分子情報を包括的に把握する方法としてSERS imagingを利用することを検討しました
  • ポリスルフィドは強力なレーザーを用いる質量分析では分解するため検出できなかった
  • ラマン散乱光を画像化することで生体試料の2次元上のどの位置に機能分子が存在するか可視化することができます
 

新しいシリコンナノ物質の化学特性の評価に成功〜触媒や電子デバイス ...

www.jst.go.jp
  • 後者のボトムアップナノテクノロジーは、自然界に存在しない人工機能材料や微細加工技術の限界を超える超高集積電子デバイスを実現するための新たな基盤技術として注目されています
  • このTa@Si16ナノクラスターをグラファイト基板上に蒸着注5)し、化学特性を評価しました
  • この基板面に蒸着されたTa@Si16ナノクラスターの酸素との反応性や温度上昇などの化学的な挙動を、X線光電子分光法(XPS)注12)によって原子レベルで評価したところ、以下の知見が得られました
 

平成30年度光・量子飛躍フラッグシッププログラム(Q-LEAP)の採択課題 ...

www.mext.go.jp
  • 超短パルスレーザー加工時の原子スケール損傷機構の解明に基づく材料強靱化指導原理の構築
  • 量子センシング高感度化への複合欠陥材料科学
  • アト秒ナノメートル領域の時空間光制御に基づく冷却原子量子シミュレータの開発と量子計算への応用
IBM、メモリ向けに銅の磁性を用いる研究を発表

IBM、メモリ向けに銅の磁性を用いる研究を発表

eetimes.jp
  • 走査型トンネル顕微鏡を使用すれば、1つ1つの原子をイメージングして配置することにより、NMRが局所環境に対してどのように変化あるいは応答するのかを研究することが可能になる
  • IBM Researchの開発チームは今回、単一の銅原子の磁性を制御するための新しい技術を開発した
  • 走査型トンネル顕微鏡の金属探針の非常に鋭い先端を表面全体に走査させることによって、単一原子の形状を識別し、取り出したり移動させたりして希望通りの配置を実現することができる
 

透明・非蛍光性な細胞のライブ観察やナノメートル凹凸を持つ微小半導体 ...

www.jst.go.jp
  • 次に、ナノメートル表面形状測定への応用可能性を評価するため、金コートされたナノメートル凹凸のサンプルを作成し、計測しました
  • また、微細化が進む半導体部品の品質評価では、ナノメートル(100万分の1ミリメートル)オーダーの表面欠陥検出が必要とされていますが、共焦点顕微鏡の深さ分解能は1マイクロメートル前後であるため、品質評価に利用することができませんでした
  • もし光強度の代わりに光位相で画像化できれば、屈折率、光学厚さ、幾何形状の情報を高精度に取得できるので、透明・非蛍光性サンプルやナノメートル凹凸サンプルの計測が可能になります
 

クロム酸化物反強磁性体薄膜の微弱磁化を自在に制御する技術を開発

www.jst.go.jp
  • 本成果により、反強磁性体の高集積・低消費電力・高速動作といった特徴を利用した、これまでの限界を超える革新的な磁気記録デバイスの実現に向けて大きく前進しました
  • これまでは、例えば10ナノメートル厚のクロム酸化物の反強磁性スピンを反転させようとすると、10V(ボルト)もの電圧をかける必要があり、反転する前に試料が壊れてしまい反転を実現できませんでしたが、この寄生強磁性磁化を利用することで10mV以下での反転も視野に入り、世界初の反強磁性体記録デバイスの実現が現実的なものとなりました
  • そのため、反強磁性スピンの反転はこれまで100ナノメートル以上の厚い試料でしか実現されておらず、大きな反転電圧が必要になることと加工が難しいことから、実用的なデバイスへ適用することが困難でした
山梨大ら、ナノメートル級の英文字を描画し消去 (1/2)

山梨大ら、ナノメートル級の英文字を描画し消去 (1/2)

eetimes.jp
  • この表面にAFM探針を近接させ、その先端から発生する近接場光を約30秒間作用させた
  • これまで研究グループは、フォトクロミック結晶表面の1点に近接場光励起を加えると、結晶の裏面にナノメートルスケールの光異性化パターンが形成されることを、先行研究によって明らかにしていた
  • 今回は、複数点励起によるパターン状の光異性化を、結晶表面の形状変化として捉えることに成功した