科学研究費補助金・学術変革領域研究(A)

「超秩序構造が創造する物性科学」

領域代表者:林 好一(名古屋工業大学)

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 本学術変革領域研究の対象である「超秩序構造」とは、ドーパントや空孔・空隙によって形成される特異ナノ構造体を指します。具体例として、点として見なされる格子欠陥ではなく異種元素や空孔による複合欠陥、また、アモルファス中でもトポロジカル的なオーダーを示すナノスケール原子配列などが考えられます。このようなナノスケール秩序、すなわち「超秩序構造」は、「完全秩序」と「完全無秩序」との間に存在する中間的な構造状態としても捉えられます。「超秩序構造」は結晶やアモルファスに高機能性を付与する重要な鍵因子、つまり、材料機能性の宝庫となりうるため、その構造を高度に制御することにより無限の可能性を創出できます。本研究領域では、「超秩序構造」の観測・理解・制御の研究に取り組むことで、新しい材料設計のアプローチを開拓し、高機能材料を探索します。

今後の予定

2022年95日~9日 第41回コンピューテーショナル・マテリアルズ・デザイン(CMD)ワークショップ が開催されます。計画班メンバーの森川良忠教授が実行委員長を務めます。

2022年5月21日~22日 2回若手の学校開催します。プログラム][参加登録フォーム

2022年101日~2  4回成果報告会物質・材料研究機構で開催します。

ニュース

2022年5月10 論文誌Journal of the Physical Society of Japan (JPSJ) の特集号“Hyper-Ordered Structures: Recent Progress and Future Perspectives”オンライン公開(オープンアクセス)され始めました。(いくつかの論文が追加される予定です。) [URL]

2022年5月9日 ニュースレター3号を発行しました 半年間の活動や新メンバーなどを紹介しています。

2022年5月9日 研究成果:"回折実験と構造モデリングによるガラスの構造解析”が化学と工業に掲載されました。小原真司主席研究員(計画班A02-1)が回折実験に基づいたガラスの構造モデリングの最近の成果を紹介した記事です 。[リンク]

2022年5月6日 研究成果:"Beyond the Average: Spatial and Temporal Fluctuations in OxideGlass-Forming Systems"が Chemical Reviewに掲載されました。小原主席研究員 (計画班A02-1)、小野准教授 (計画班A01-2) らによって行われてきた酸化物ガラスの構造・物性についての成果が解説されてます。[論文リンク]

2022年5月1日 A03-2班 研究代表者:志賀元紀先生 が(東北大学) の教授に就任されました。おめでとうございます!

2022年4月1日 A01-1班 分担者:中島清隆先生(北海道大学)が教授にご昇進 、また、 A03-1代表者中田彩子 博士(NIMS)が主幹研究員にご昇進されました。おめでとうございます!

2022年4月4日 研究成果:"Determination of site occupancy of boron in 6H–SiC by multiple-wavelength neutron holography"が Applied Physics Lettersに掲載されました。林教授 (計画班A02-1) 、大山教授 (公募班)らによって、白色中性子ホログラフィーを用いて、パワー半導体SiCのドーパントのB周辺に形成される超秩序構造の決定を行いました。
本成果は3月28号の表紙にも採用され、プレスリリースも行いました。
[論文リンク] プレスリンク:名工大J-PARC

2022年3月23研究成果"High-precision atomic image reconstruction from photoelectron hologram of O on W(110) by SPEA-L1"が Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena に掲載されました。松下教授 (計画班A03-2) 、橋本助教 (計画班A02-2)、その研究室の竹内走一郎さ ん (修士2年)、および、大門寛教授 (アドバイザー)らによって、像再生理論 SPEA-L1の原子像再構成の精度について、W(110)面に吸着した酸素の光電子ホロ グラムを用いて検証を行いました。物質表面で光電子が屈折する効果の補正の重要性などが示されました。 [リンク]

2022年3月15研究成果:“Al13− and B@Al12− superatoms on a molecularly decorated substrate”がNature Communicationsに掲載されました。中嶋 敦 教授(公募班A01)が担持物質のミクロな秩序性という視点を、基板上の有機分子とナノクラスター超原子との制御的な電子物性制御という形で明らかにしたものです。 [リンク]

2022年3月11日 NIMS先端計測シンポジウム2022 がオンライン開催され領域代表の林好一教授、計画班メンバーの平田秋彦教授が特別講演を行いました[ プログラム ]

2022年3月7日 研究成果 :"高エネルギーX線を用いた非晶質物質の精密構造解析”が日本結晶学会誌に掲載されました。小原真司主席研究員(計画班A02-1)らが高エネルギーX線回折の歴史とこれまで創出されてきた代表的な成果について解説し、最後に回折データに基づいたデータ駆動型構造モデリング法として幅広く利用されているRMCについて最近の成果を紹介した記事です 。[リンク]

20223月5日~6日  第3回成果報告会JAXA筑波宇宙センターとオンライン(Zoom)でのハイブリッド開催ました。 前回よりも学生の参加者が増え合計で約90名が参加しました。 [プログラム][開催報告

2022年3月1日 研究成果:“Protection Strategies for the Conversion of Biobased Furanics to Chemical Building Blocks”がアメリカ化学会誌(ACS Sustainable Chemistry & Engineering)に掲載されました。中島清隆准教授(計画班A01-1)とEmiel Hensen教授(オランダ、アイントフォーヘン工科大学)は、固体触媒を利用して、再生可能炭素資源であるバイオマス由来の有機化合物から機能性プラスチック原料を誘導する反応系の開拓に共同で取り組んできました。そして、基質の副反応を能動的に制御する保護基の導入により、高濃度溶液を利用して高い反応効率と生産性が両立した幾つかの反応プロセスを報告しています。本論文では、触媒法バイオマス変換における保護基の活用方法とこの方法論の今後の展望について詳細に記述しています。[リンク]

2022年2月16日 研究成果:”Phosphorus-Alloying as a Powerful Method for Designing Highly Active and Durable Metal Nanoparticle Catalysts for the Deoxygenation of Sulfoxides: Ligand and Ensemble Effects of Phosphorus”がアメリカ化学会誌(JACS Au)に掲載されました.満留敬人准教授(大阪大)は中島清隆准教授(計画班A01-1)および中田彩子主任研究員(計画班A03-1)が参画している共同研究の成果として、リン化ルテニウムナノ粒子がスルホキシドの脱酸素反応に対して高い活性と安定性を示すことを報告しました.高い硫黄耐性をもつ触媒は多方面における応用が期待できるため、固体触媒としての更なる用途開発が期待できます。[リンク]

2022年2月16日 研究成果:中島清隆准教授(計画班A01-1)は国際共同研究(TU/e, Prof. Emiel Hensen)の成果をドイツ化学会誌(ChemSusChem)に発表しました。アルミナ表面に固定したルテニウムナノ粒子触媒がバイオマスプラスチックの原料となるフラン化合物を極めて高濃度溶液内(~50wt%)にて高選択的(~90%)に合成できる選択酸化反応プロセスを開発しました。この成果が基盤となり、バイオマスプラスチックの社会実装が加速することを期待しています。[リンク]

2022年2月1日 研究成果手法班A02-1の木村助教、林教授、田尻主幹研究員らの成果がApplied Physics Letters誌に掲載されました。環境にやさしい鉛フリー圧電材料として期待されている(Ba,Ca)TiO3の中でCaイオンが大きく変位していることを蛍光X線ホログラフィーによって見出しました。この大きな変位が圧電性能向上のカギとなっていると考えられ、今後の材料開発を加速すると期待されます。この成果はプレス発表も行いました。 論文リンク][プレスリンク:名工大SPring-8

202221 A01-2小野円佳 准教授(北海道大学)が、応用物理学会 第12回女性研究者研究業績・人材育成賞(小舘香椎子賞)(研究業績部門)を受賞しました。おめでとうございます!

2022年19 第35回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム の企画講演セッション『放射光を用いたガラス研究の最前線と未来』が開催されました。本領領域から小野准教授、脇原教授、志賀准教授が講演した[ プログラム ]

2022年1月20日 細川伸也教授(公募班)の解説記事「量子ビームを用いたアモルファス構造解析の新展開」が「固体物理」の57巻1月号の小特集「アモルファスカルコゲナイド半導体の物性と応用(その1)基礎物性と応用」に掲載されました。量子ビーム(放射光と中性子)を用いた最近の非晶質の構造研究の解説し、それらを組み合わせて得られたGe-Se系カルコゲンガラスの中距離構造の特徴を紹介しました。[リンク

2022年1月12日 研究成果:小原博士、小野寺助教(手法班A02-1)らの成果がScientific Reports誌に掲載されました。Al2O3 は単成分ではガラスにならないものと考えられてました。今回、電気化学的に合成したアルミナガラスの構造はシリカガラスとはかけ離れた非常に酸素の充填が密なガラス構造をしており、それが中性子回折データにとても鋭い回折ピークを生んでいると結論付けました。[リンク]


2021年12月30日 研究成果:北浦 守教授(公募班A02)らの研究成果がJournal of Applied Physicsのオンライン版で公開されました。環境半導体として注目される珪化マグネシウムにドープされた不純物原子の局所構造をXAFSと電子状態計算から調べ、それらの格子サイトを同定することに成功しました。注目すべき論文としてEditor’s Pickに選ばれました。 [リンク]


2021年12月28日 研究成果:論文"Ligand Field-induced Exotic Dopant for Infrared Transparent Electrode: W in Rutile SnO2"が、Advanced Functional Materials誌に掲載されました。東京大学の廣瀬先生が中心となって、次世代太陽電池材料として期待されているWドープSnO2が持つ赤外光の高い透過性の起源を、物性測定、理論計算、放射光計測によって明らかにしました。手法班A02-1の林教授、木村助教が蛍光X線ホログラフィーによってドーパント位置の解析を行いました。 [リンク] [プレスリリース:東京大学名古屋工業大学筑波大学 ] [日本経済新聞]  [日刊工業新聞]

2021年12月18日 SPring-8ユーザー共同体(SPRUC)の原子分解能ホログラフィー・不規則系機能性材料合同研究会を本領域の協賛で開催しました。計画班メンバーの伊與木健太先生、公募班メンバーの藤井茉美先生、中嶋誠二先生、大窪貴洋先生に講演いただき活発な議論が交わされました。[リンク]

2021年12月16日 手法斑A02-1 小原真司 主席研究員の記事 お宝拝見「宇宙ガラス」が12月16日の朝刊(全国版)に掲載されました。[リンク


2021年12月3日 研究成果:エアランゲン-ニュルンベルク大学のCicconi博士、de Ligny教授らとの共同研究がJournal of the European Ceramic Society誌に掲載されました。Zrを添加したLi2O-SiO2ベースのガラスセラミックスを合成し、熱処理による結晶化過程をX線異常散乱、電子顕微鏡観察、ラマン分光、ブリルアン散乱、熱分析、物性測定など、多彩な手法を組み合わせて詳しく調べました。手法班A02-1の林教授、小原主席研究員、小野寺助教、木村助教がX線異常散乱による解析を行いました。結晶核生成による材料強化のメカニズム解明に寄与する成果です。[リンク


2021年11月16日 松下智裕教授(理論班 A03-2)・橋本由介助教(手法班 A02-2)の研究室の田中晶貴さん(修士2年)が2021年9月20 - 23日にオンラインで開催された日本物理学会2021年秋季大会において、学生優秀発表賞を受賞しました。[リンク]


2021年1113日 研究成果小原博士、小野寺助教、平田教授、木村助教,、林教授(手法班A02-1)、志賀准教授 (理論班A03-2)、正井博士 (手法班A02-2)らの連携研究の成果がScientific Reports誌に掲載されました。シリコン (Si) とシリカ (SiO2)のアモルファス形成能、回折ピーク、ネットワークトポロジーの関係の抽出に成功しました。[リンク]

2021年10月15日 ニュースレター2号を発行しました。上半期の領域活動、研究成果を紹介しています


2021年10月14日 研究成果高津 浩 講師(公募班 A01)らの研究成果がJournal of the American Chemical Societyのオンライン版に掲載されました。電気化学反応と脱水反応を組み合わせることで新しい機能性材料の開発に成功し、局所的な応力が酸化物から酸素イオンを大量に取り除くのに重要な働きをしていることを見出しました。[リンク] [プレスリリース]


2021年10月4日 研究成果:木村耕治助教、林好一教授、田尻寛男主幹研究員(手法班A02-1)と松下智裕教授(理論班A03-2)らの連携研究の成果がPhysical Review B誌に掲載されました。マルチフェロイック物質Pb(Fe1/2Nb1/2)O3の、温度による局所構造変化を蛍光X線ホログラフィーによって詳細に解析しました。磁気相転移温度において、磁性元素のFeまわりで顕著な構造変化が現れることを明らかにしました。[リンク]

2021年10月1日 A01-2班 分担者:増野 敦信 准教授(弘前大学大学院)が教授へ昇進されました。おめでとうございます!

2021年9月29日~30日 原子分解能ホログラフィーの講習会を松下智裕 教授(総括班、手法班A03-2)がNAISTのデータ駆動型サイエンス実習(オンライン)の1つとして開催しました。[プログラム

2021年9月25日~26日 第2回成果報告会を名古屋工業大学とオンラインでのハイブリット開催しました。新しく加わった公募班メンバーとの交流の場になりました。[プログラム][開催報告

2021年9月15日 北浦守教授(公募班 A02)が、ポーランドおよびリモートで行われた国際会議「11th International Conference on Luminescent Detectors and Transformer of Ionizing Radiation」のSession 9. Defects and their role in performance of luminescence material -2でKeynote presentation ‘Gamma-ray-induced Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy for Characterization of Imperfections in Scintillator Crystals’を行いました。

2021年9月13日~17日 ガラス構造解析のオンラインチュートリアル(英語)を小原真司 博士(手法班A02-1)、中田彩子 博士 (理論班A03-1)・志賀元紀 准教授(理論班A03-2)が主催で開催しました。[プログラム

2021年9月11日 公募研究班のキックオフミーティングを行います。
        
公募班の結果通知スケジュールの変更のため、ミーティングは中止となりました。

2021年9月1日~2日 日本セラミックス協会 第34回秋季シンポジウムにおいて、協賛セッション【ナノスケール原子相関 ~実験・理論・データ科学による無秩序の中に潜む秩序の抽出~】を開催しました。[秋季シンポジウムプログラム

2021年9月1日 A01-2分担者伊與木健太 助教東京大学)が講師へご昇進されました。おめでとうございます!

2021年8月25日 研究成果:SPring-8が毎年発行するSPring-8 Research Frontiersに、領域の研究成果が3件掲載されました。林 好一教授(手法班A02-1)と松下智裕教授(理論班A03-2)の原子分解能ホログラフィーに関するレビュー、小原真司 博士(手法班A02-1)と小野寺陽平 助教(手法班A02-1)らのシリカガラスのトポロジー解析の記事、小原真司 博士(手法班A02-1)と石川毅彦 教授(手法班A02-2)らの溶融エルビアの構造解析に関する記事です。[リンク

2021年8月19日 研究成果領域アドバイザーの細川伸也教授が、プラハおよびリモートで行われた国際会議「25th General Assembly and Congress of the International Union of Crystallography」のマイクロシンポジウム‘Disordered materials: spectroscopic and scattering techniques’で招待講演‘Hyper-ordered structures and glass-forming abilities of Pd-based metallic glasses’を行いました。

2021年8月13日 研究成果:領域アドバイザーの細川伸也教授、林好一教授(手法班A02-1)らの論文が Review of Scientific Instrumentsに掲載されました。蛍光X線ホログラフィー実験を4 Kまでの低温での測定を可能にしたクライオスタットの装置論文です。SPring-8やKEK-PFで高温超伝導体や磁性物質など、超低温で物性変化する物質の原子配列を求めることができます。[論文リンク

2021年84日 研究成果志賀元紀 准教授理論班A03-2)らの 論文がACS Energy Lettersに掲載されました。機械学習を用いることで、固体酸化物形燃料電池に必要なプロトン伝導性電解質材料を絞り込み、新規材料を発見した成果になります。論文リンク][プレスリリース:岐阜大学九州大学宮崎大学JST] [本経済新聞] [日刊工業新聞]

2021年7月20日 研究成果:小原真司 博士、小野寺陽平 助教(手法班A02-1)らの 論文がJournal of Physics: Condensed MatterのTopical Reviewに掲載されました。非晶質材料に対する、X線回折を用いる構造モデリングと位相的データ解析に関する包括的なサーベイ論文です。[論文リンク

2021年715日 国際宇宙ステーション「きぼう」日本実験棟の静電浮遊炉において、小原真司博士(手法班A02-1)が代表となる実験の様子がJAXAのHPで紹介されました 。[リンク]

2021年6月26日 第2回国際ワークショップ(オンライン開催)を行いました。[プログラム][アブストラクト] [開催報告]

2021年622日 研究成果北村尚斗 准教授(試料班A01-2)らの研究成果が、Physical Review B誌にLetterとして掲載されました。FeとNiがランダムに配列する不規則合金の局所構造を逆モンテカルロ法により解析し、Fe-Fe原子間距離の伸長/収縮が、熱膨張ゼロのインバー効果の起源であることを解明しました論文リンク][プレスリリース:東京理科大学広島大学SPring-8日刊工業新聞

2021年6月9日 小原真司博士(手法班A02-1)がSpringer NatureのAuthor Highlightsにおいて紹介されました 。[リンク]

2021年6月8日 研究成果林好一教授(手法班A02-1)らの研究成果がPhysical Review B誌に掲載されました。X線照射により欠陥を生成させることにより、モット絶縁体-金属転移を起こす有機材料κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Brの欠陥構造を蛍光X線ホログラフィーを用いて明らかにしました。[論文リンク]

2021年64 A01-2班 代表:脇原徹 教授(東京大学)、 分担者:増野敦信 准教授(弘前大学)が日本セラミックス協会フェロー表彰、A01-1班 分担者:武田博明 教授(埼玉大学)が日本セラミックス協会学術賞を受賞しました。おめでとうございます!

2021年5月22日~23日 第1回 若手の学校(オンライン開催)を行いました。100名以上の若手に参加頂き基礎講座やチュートリアルを行い、盛会となりました。東北大学の中村 祐輝 様と大阪大学のHarry Handoko Halim様が、Forest Awardを受賞しました。おめでとうございます。[プログラム][開催報告

2021年5月17日 研究成果鷹野優教授(理論班A03-1)らの研究成果がProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America誌に掲載されました。 微生物によるN2O産生の主役である一酸化窒素還元酵素に着目し、結晶構造解析と赤外分光法、電子状態計算などの最先端の計測手法を組み合わせて、N2O産生の分子機構を原子・電子レベルで解明しました。[論文リンク][プレスリリース:兵庫県立大学理化学研究所広島市立大学

2021年5月11日 研究成果林好一教授(手法班A02-1)らの研究成果がACS Applied Energy Materials誌に掲載されました。化学的圧力で単結晶の欠陥を制御して最低熱伝導率を達成し、中性子ホログラフィーでマグネシウム錫化合物にドープしたホウ素の役割を解明しました。[論文リンク][プレスリリース:東北大学名古屋工業大学J-PARC茨城大学

2021年4月1日 A02-1班 代表:小原真司 博士(NIMS)が主席研究員へご昇進、また、 A03-2班 分担者:大林一平 教授が岡山大学(学術研究院 環境生命科学学域)の教授に就任されました。おめでとうございます!

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奈良先端科学技術大学院大学
先端科学技術研究科 物質創成科学領域
 松下智裕

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