发布时间: 2023年09月15日 作者：致远尚升
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本周院校：
01
东京大学工学系研究科
成功观察斯格明子拓扑磁光效应-斯格明子存储器高速光学读取之路
東京大学大学院工学系研究科的大学院生加藤喜大、岡村嘉大助教、马克西米利安·赫施伯格 准教授、高橋陽太郎准教授、理化学研究所創発物性科学研究中心的十倉好紀中心主任带领的课题组首次成功观察到“拓扑磁光克尔效应”，其中斯格明子扭曲了光的偏振面，斯格明子正在全世界范围内进行研究，作为下一代存储器的候选者。
斯格明子具有纳米尺寸的自旋涡旋结构，每个涡旋都具有粒子的特性。斯格明子粒子密度高，不易因外界干扰而破碎，因此有望应用于下一代存储器件。
迄今为止的研究主要集中在表达斯格明子的材料和设备的开发以及斯格明子的电流驱动。然而，斯格明子的读取方法极其有限，开发快速、简单的读取方法至关重要。
在这项研究中，重点研究磁光克尔效应，该效应会旋转照射到磁性材料上的光的偏振面。斯格明子具有一个称为涌现磁场的虚拟磁场，因此它们可能会表现出由此产生的磁光克尔效应。
当测量具有高密度斯格明子的Gd2PdSi3中的磁光克尔效应时，观察到源自红外区域斯格明子的出现磁场的“拓扑磁光克尔效应”。这项研究成果为斯格明子提供了新的光学功能，并可能在未来实现斯格明子器件与激光光子学的结合。
这项研究结果于2023年9月5日（英国夏令时间）发表在英国科学杂志《自然通讯》上。
https://www.t.u-tokyo.ac.jp/press/pr2023-09-07-001
02
东京大学先端科学技術研究中心
揭开聚合物溶液体系中相分离的奥秘
東京大学先端科学技術研究中心高機能材料领域的高级项目顾问田中肇（特任研究員／東京大学 名誉教授）、ユアン ジャアシン 特任研究員、舘野道雄特任助教，利用数值模拟研究了涉及网络状结构形成的粘弹性和相分离的微观机制。
最常见的相分离现象是沙拉酱中的水和油的相分离。在这种一般的相分离现象中，具有较低体积分数的相（少数相）在具有较高体积分数的母相内形成球形液滴。
另一方面，在聚合物溶液中，与相分离的常识相反，知道少数相（富含聚合物的相）形成网络结构。这种独特的现象被称为粘弹性相分离，因为它是由动力学缓慢的相的粘弹性引起的，并且在胶体分散体和蛋白质溶液体系中也观察到类似的现象。
在这种粘弹性相分离中，网络结构随着时间的推移而增长。在胶体分散系统和蛋白质溶液系统中，据报道，网络的特征尺寸根据诸如t1/2的幂律随时间t增加。众所周知，这样的幂律在分子中不成立。然而，这种违反幂律的微观机制仍然未知。
研究小组通过适当考虑溶剂流动影响的数值模拟，成功再现了与聚合物溶液粘弹性相分离相关的网络结构的形成。此外，当网络相中聚合物的变形速率快于聚合物链的运动时，聚合物链拉伸产生的粘弹性力抑制相分离图案的生长，从而导致自相似生长。
这一发现有望为网络结构发挥重要作用的各个领域提供新的基础知识，例如近年来引起关注的细胞内相分离的理解以及多孔材料的形成。
https://www.rcast.u-tokyo.ac.jp/ja/news/release/20230908.html
03
东京大学農学生命科学研究科
千叶大学園芸学研究院
使用无人机和人工智能减少不合格蔬菜-自动测量田间所有植物的大小并估计最佳收获日期
東京大学大学院農学生命科学研究科郭威准教授、Haozhou Wang大学院生、Tang Li大学院生、西田えり佳大学院生（当時）、加藤洋一郎教授、千葉大学大学院園芸学研究院的深野祐也准教授课题组，利用无人机航空摄影和深度学习，开发了一种系统，可以自动估计田间生长的数千个西兰花花蕾的大小。
此外，通过使用该系统确定收获日期，证明了最大限度地减少不合格蔬菜比例并增加生产者收入的可能性。为了验证所开发的系统，在田里种植西兰花两年，同时使用无人机进行航空摄影。
结果表明，使用开发的系统可以高精度地估计西兰花花蕾（大多数情况下误差在2-3厘米以内），并且通过将其与天气数据相结合，可以预测高达大约提前10天。
此外，通过结合所有西兰花植株的尺寸变化和每个尺寸（S、M、L、LL）的运输价格，每天计算总运输价格（=生产者的收入），假设所有西兰花植株都是收获了的，他们发现，仅改变收获日期一天即可使非标准产量增加高达 5%，并使收入减少高达 20%。
这一结果表明，测量所有植物尺寸的简单技术可以减少不合格蔬菜的数量，从而增加收入并减少对环境的影响。该系统可适用于白菜、大白菜等各种露天蔬菜。希望该系统的开发和实施将为未来的可持续农业做出贡献。
https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20230908-1.html
04
东京大学理学研究科
爱媛大学
类星体光、暗物质影——包围130亿光年外的黑洞，首次测量暗物质质量
人们认为宇宙中存在大量被称为暗物质的未知物质。暗物质无法直接观测到，因为它不发光，但暗物质晕，即暗物质团块，携带着星系的大部分质量，被认为对星系的生长有重大影响。
另一方面，超大质量黑洞几乎存在于所有星系的中心，当它们的活动增加时，它们被观测为类星体。黑洞和暗物质晕之间的关系仍然是一个谜，特别是在早期宇宙中，暗物质晕的大小相差 11 到 12 个数量级。
东京大学理学院天文系研究生有田淳也（天文学専攻 修士課程）、柏川伸成（天文学専攻 教授）、和爱媛大学松冈芳树副教授领导的研究小组调查了大约130亿年前早期宇宙中类星体的分布，并首次成功测量了暗物质晕的质量。
结果，类星体出现在暗物质晕中，即使在130亿年前的时代，也和后来的时代一样，换句话说，黑洞增加活动所需的暗物质晕的质量是被发现是恒定的，这表明可能存在一种使黑洞变得活跃的普遍机制。
未来，随着目前计划中的大规模观测的进展，预计将有可能测量过去类星体暗物质晕的质量、黑洞的生长以及与星系的共同演化。这一发现在宇宙的历史中预计会有深远影响。
https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/10005/
05
大阪大学工学研究科
三重大学大学院工学研究科
使用氮化铝的新型结构器件成功产生深紫外光-后电晕时代实用灭菌消毒新技术
大阪大学大学院工学研究科的大学院生本田啓人（博士後期課程）、上向井正裕助教、谷川智之准教授、片山竜二教授和三重大学大学院工学研究科正直花奈子助教（現京都大学）、三宅秀人教授的研究课题组提出并创造了一种材料和结构与以往器件完全不同的波长转换器件，并成功实际产生了波长为229 nm的深紫外光。
最近新冠肺炎疫情发生后，利用深紫外光进行杀菌消毒引起了人们的关注。特别是220～230nm波段的杀菌消毒效果高且对人体无害，但高效、长寿命的深紫外光源尚未投入实用。
通过波长转换产生深紫外光是一种有前途的候选方案，但这无法用传统的铁电晶体器件来实现。因此，有必要开发新材料、新结构的波长转换器件。
对此，研究小组认为氮化物半导体，特别是氮化铝（AlN）适合用作深紫外光波长转换晶体。该材料具有210 nm的短吸收边波长、高光学非线性和抗光学损伤能力。
然而，使用氮化物半导体来实现在铁电晶体器件中广泛使用的、在光轴方向上周期性反转偏振的结构是困难的，晶体生长几乎是不可能的。
这次，大阪大学工学研究科的研究小组提出了一种将氮化铝的偏振垂直反转并堆叠的新结构，并研究了光波导的截面形状和偏振反转位置。
已经有人提出了可以有效转换波长的方案，此外，利用三重大学研究小组开发的高质量氮化铝极性反转堆叠结构制造了波长转换器件，并成功通过二次谐波产生实际产生了波长为229 nm的深紫外光。
这证明了新结构的波长转换器件的有效性，有望实现具有高杀菌消毒效果且对人体无害的实用深紫外光源。
该研究成果于6月19日发表在国际科学期刊《应用物理快报》上。
https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2023/20230912_1
以上就是今天给大家整理翻译的在6月19日-9月5日期间的日本理工研究相关新闻动态，希望可以帮助小伙伴们快速了解日本理工研究的最新动态，我们下期见！
