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理工科研究动态 | 本期院校:东北大学、京都大学、广岛大学...

发布时间: 2023年08月10日    作者:致远尚升

致远理工科学术头条分享:
每周四为你精选、总结近两周日本院校、教授、研究室有关计算机、电子电气、机械学等专业的精选新闻,带你把握各院校研究室的前沿动态,帮助大家更好完成研究计划书以及把握备考方向~
由于关注方向有限,难免存在疏漏,欢迎留言补充~



本周院校:

·京都大学理学研究科

·京都大学大学院工学研究科

·東北大学金属材料研究所

·九州大学放射性同位素综合安全控制中心

·大阪大学大学院基礎工学研究科

·広島大学先進理工系

·筑波大学数理物質系



01

京都大学理学研究科

東北大学金属材料研究所

九州大学放射性同位素综合安全控制中心

具有自旋自由度的超导性实验鉴定---自旋三重态超导多相的新现象


金城克樹 理学研究科博士課程学生(現:東北大学)、藤林裕己 同修士課程学生(研究当時)、松村拓輝 同修士課程学生、堀文哉 同博士課程学生、北川俊作 同助教、石田憲二 同教授的研究课题组、東北大学、九州大学、フランス原子力庁的共同研究,在世界上首次从微观角度阐明了自旋三重态超导体中的超导自旋旋转。


超导态被理解为一种称为库珀对的量子力学波态,其中两个电子形成一对。 由于电子具有自旋和轨道自由度,库珀对也具有自旋和轨道自由度,但迄今为止发现的大多数超导体都处于不具有自旋和轨道自由度的状态。


另一方面,考虑具有自旋或轨道自由度的超导态,超导多相可以预期在外部参数的微小变化下进入各种超导态,并进行了理论研究。然而,候选超导体的观测实例非常少,并且由于超导转变温度较低,寻找超导多相衍生的现象极其困难。


该研究组利用核磁共振波谱(NMR)在复杂的极端环境下阐明了源于超导体UTe2纯单晶中超导多相的特征超导自旋旋转。这项研究的结果表明,UTe2是超导多相的理想研究阶段,对此一直缺乏实验方法,并且它表现出了意想不到的新颖的超导状态。


该研究成果于2023年7月28日在线发表在国际学术期刊《Science Advances》上。


https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-08-01-0




02

大阪大学大学院基礎工学研究科

隐藏在无法解释的超导性中的电子轨道涨落的观测---利用核电极化阐明异常物质之谜


大阪大学大学院基礎工学研究科大学院生小内貴祥(現:東京理科大学先進工学部 助教)、椋田秀和准教授的研究课题组在用具有大核电极化(核四极矩)的元素(Sb:锑)部分取代的铁基高温超导中,通过核磁共振(NMR)实验比较同位素Sb核的方法成功地清晰地提取了轨道涨落。


电子自旋涨落和轨道涨落哪一个在超导性的发展中起着重要作用?针对这一难题,能够观测到“波动”的测量方法非常少,多年来一直是个谜。 这项研究将是一种新的实验方法,可以同时检测同一样品中两者的波动,而不管晶型如何。


此次,研究组采用的实验方法发现,能够探测到此前难以实现的轨道涨落,有望在阐明超导机制之谜方面取得进展。此外,它有望应用于研究电子自旋、轨道和电荷自由度复杂交织的异常物质中出现的新物理现象。


这项研究结果发表在美国物理学会于2023年7月20日星期四出版的《物理评论B》上。


https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2023/20230804_2




03

京都大学理学研究科

広島大学先進理工系

锯齿链结构磁性材料中电中性准粒子的发现


堀文哉 理学研究科博士課程学生、金城克樹 同博士課程学生(現:東北大学助教)、北川俊作 同助教、石田憲二 同教授、水谷宗一郎 広島大学修士課程学生(研究当時)、山本理香子 同博士課程学生(現:同博士研究員)、大曲雄大 同修士課程学生(研究当時)、鬼丸孝博 同教授的研究课题组已经成功阐明了铽化合物 YbCuS2 的不通约反铁磁相中电中性准粒子的存在。


近年来,在固体物理学中,普通磁性材料所不知道的有序态和准粒子的研究引起了人们的关注。 特别是,这种奇特的物理性质将出现在整个系统的自旋排列不唯一确定的挫败现象中。 


该研究小组以稀土镱原子(Yb)形成锯齿状链的磁性半导体YbCuS2为研究对象,研究了稀土锯齿状链的挫败效应。核四极共振(NQR)和铜(Cu)核的比热测量表明,YbCuS2表现出不相称的反铁磁有序性,其中有序相不像带负电的电子那样携带电力。该研究阐明了中性准粒子的存在。


由于本研究中获得的结果无法用传统的锯齿链受挫磁体理论来解释,因此表明了新理论的必要性,并表明 YbCuS2 是新型受挫磁体的一个有前途的平台。


此外,由于本研究发现的中性准粒子具有与普通电子完全不同的性质,因此有望应用于下一代量子计算机和节能存储设备等新设备中。


该研究成果于2023年7月22日在线发表在国际学术期刊《Communications Materials》上。


https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-07-28-0




04

京都大学大学院工学研究科

美国Lawrence Livermore 国立研究所

预测氢分子的旋转温度并有效引起等离子体复合


在核聚变发电中,将限制在磁场中的氢等离子体加热至1亿度,并利用离子相互碰撞并发生核聚变时释放的能量。此时,为了防止器件的壁被从限制区域泄漏的等离子体损坏,将气体注入到壁附近,并通过辐射和复合来冷却等离子体。


人们认为,根据等离子体中氢分子的振动和旋转温度,复合更有可能发生,并且正在研究预测和控制振动和旋转温度的方法。


京都大学大学院工学研究科的米田奈生 博士課程学生(研究当時)、四竈泰一 准教授、蓮尾昌裕 教授、米国ローレンス・リバモア国立研究所 Filippo Scotti研究員的国际共同研究课题组使用日本和美国的三种核聚变实验装置,通过氢分子的光谱测量来评估旋转温度,阐明了可评估的贡献 这一结果可以预测和控制等离子体中的旋转温度。


该成果于2023年7月27日10点(当地时间)在线发表在奥地利-英国联合出版的国际学术期刊《核聚变》上。


https://www.t.kyoto-u.ac.jp/ja/research/topics/20230728




05

京都大学理学研究科

筑波大学数理物質系

首次发现晶体内电子的集体运动使原子移动的等离激元诱发原子位移---对实现不可见光传感器等新技术的期待


人眼看不见的红外光具有广泛的工业应用,例如热成像和生物识别传感器。


坂本雅典 化学研究所准教授、佐藤徹 福井謙一記念研究中心教授、大田航 同博士後期課程学生(研究当時)、羽田真毅 筑波大学准教授、上杉文彦物質・材料研究機構主幹工程的研究课题组发现了红外光的照射导致电子的集体运动(局域表面等离子体共振,LSPR)发生在称为纳米晶体的极小晶体的表面,这导致硫化铜(CuS)纳米晶体中的原子移动,发现它导致向同一方向协同运动的现象。


通过红外照射下的电子衍射测量、时间分辨电子衍射测量以及理论计算来阐明该现象,局域表面等离子体共振的诱导产生协同的Jahn-Teller效应,从而形成亚稳态结构。


进一步证明,这种原子位移在室温下引起 CuS 纳米晶体中电导的光开关。这项研究提出了利用等离子体技术操纵晶体结构的新概念,在透明可变电阻红外传感器等新技术中具有潜在的应用前景。


该研究成果于2023年7月31日在线发表在国际学术期刊《自然通讯》上。


https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-08-01



以上就是今天给大家整理翻译的在7月20日-7月31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!

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