特定の気体を自在に捕捉・分解する新材料 - 孔に秘められた驚異の可能性 - — SPring-8 Web Site
多孔性材料って？ 私たちの身の回りには、「多孔性材料」と呼ばれる材料が頻繁に利用されています。これは名前の通り、たくさんの微細な孔（あな）があいた材料のことで、代表的なものには、活性炭やゼオライト＊1があります（図1）。例えば、活性炭は冷蔵庫や車の消臭剤としてよく使われていますが、これは活性炭の表面にある微細な孔が、においの元となるガス分子を吸着するからです。その他にも多孔性材料は、石油を精製する際の分離材料や、水の浄化用材料などに広く使われています。 ただし、これらの材料の孔の大きさや性質は、それぞれの材料に特有のもので、応用範囲が限られています。もし、この孔を自在にあやつることができたら、その応用性ははかり知れません。例えば、環境中の汚染物質を取り除いて地球環境を改善したり、あるいは大気中から特定の分子を分離して、資源に変えることだってできるかもしれません。 図1 活性炭は、孔の大きさ
ゲート型吸着剤が切り拓く吸着分離の新時代 ―二酸化炭素の分離回収技術の開発に貢献―（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2020年8月3日 国立大学法人 信州大学 国立大学法人 京都大学 日本製鉄株式会社 公益財団法人高輝度光科学研究センター 京都大学大学院工学研究科 平出翔太郎 助教、坂中勇太 同博士課程学生、日本製鉄株式会社 上代洋 主幹研究員、高輝度光科学研究センター(JASRI) 河口彰吾 主幹研究員、京都大学大学院工学研究科 宮原稔 教授、信州大学先鋭領域融合研究群先鋭材料研究所 田中秀樹 教授(特定雇用)らの研究グループは、従来の吸着剤とは異なる新材料(ゲート型吸着剤)を活用した二酸化炭素の高効率分離システムを提案しました。 二酸化炭素(CO2)は地球温暖化をもたらす温室効果ガスであり、パリ協定(2015年)では、大気中へのCO2排出量を削減することによって、平均気温の上昇を2 ℃以下とする目標が定められています。この目標を達成するためには、エネルギー効率の向上や再生可能エネルギーの利用に加え、
2つの起源で“温めると縮む”新材料を発見 ―精密な位置決めが必要な工程に対応―（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2019年6月14日 東京工業大学 神奈川県立産業技術総合研究所 高輝度光科学研究センター 早稲田大学 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 【要点】 〇電荷移動、極性−非極性転移の2つの負熱膨張を実現 〇通信や半導体分野で利用できる熱膨張しない新たな物質の開発に道 東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の酒井雄樹特定助教（神奈川県立産業技術総合研究所常勤研究員）、東正樹教授、Hena Das（ダス・ヘナ）特任准教授らの研究グループは、ニッケル酸ビスマス（BiNiO3）とニッケル酸鉛（PbNiO3）の固溶体（用語1）が、組成に応じて金属間電荷移動（用語2）と、極性−非極性転移（用語3）という、2つの異なるメカニズムで、温めると縮む負熱膨張（用語4）を示すことを発見した。 負熱膨張材料は光通信や半導体製造装置など精密な位置決めが求められる局面で、構造材の熱膨張を打ち消し
配位子で保護された金クラスターの結合階層性を解明（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2016年1月18日 国立大学法人東京大学 東京理科大学 自然科学研究機構分子科学研究所 公益財団法人高輝度光科学研究センター 成果のポイント •チオラート配位子で表面が修飾された金クラスター（注１）が、堅さの異なる結合で構成されていることを、X線吸収分光法（注２）を用いてはじめて解明した。 •正二十面体構造の金コアには長さに応じて堅さの異なる２種類の金－金結合が存在し、短い金－金結合は一般的な金－金結合よりも堅いことがわかった。また、この堅い金－金結合は表面のチオラートを含む剛直な環状ネットワークを構築していることを見出した。 •結合の堅さに序列が存在することは、金属クラスターが示す特異的な安定性や熱的性質を支配する要因を理解する上で重要な知見を与えるものと期待される。 東京大学大学院理学系研究科化学専攻の佃達哉教授らと東京理科大学、分子科学研究所、JASRIの共同研究グループは、高輝度
XFELの光特性を非破壊で評価する手法を開発 －SACLAによる超高速現象研究の精度を大幅に向上－（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
理化学研究所（理研）放射光科学総合研究センタービームライン開発チームの片山哲夫客員研究員（高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室 研究員）、矢橋牧名チームリーダーらの国際共同研究グループ※は、X線自由電子レーザー（XFEL：X-ray Free Electron Laser）[1]の光の一部を分岐させて高度な光診断に応用する技術を開発し、理研のXFEL施設「SACLA[2]」での実証実験に成功しました。 SACLAが生成する超高輝度X線レーザーパルスは発光時間が数フェムト秒（1フェムト秒は1000兆分の1秒）と極端に短く、高速で運動している原子や分子を、フラッシュをたいて写真を撮るように捉えることができます。そのため、超高速現象の原子レベルでの解明が期待できます。ただし、フェムト秒オーダーの高精度な時間分解計測を実現するには、パルスごとの「揺らぎ」を補正しなければなりません。例えば
コヒーレントＸ線の高効率利用法を提案・実証 －Ｘ線タイコグラフィによる高分解能・高効率観察を目指して－（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
理化学研究所（理研）放射光科学研究センター構造可視化研究チームのニコラス・バーデット特別研究員、下村啓研修生（大阪大学大学院工学研究科大学院生）、高橋幸生チームリーダー（同准教授）らの研究チーム※は、X線の可干渉性（コヒーレンス）[1]を利用したイメージング技術であるX線タイコグラフィ[2]で、コヒーレントX線を高効率に利用する方法を提案・実証しました。 X線タイコグラフィは高い空間分解能と感度が実現可能なX線顕微法であり、放射光施設を中心に利用法の研究が進められています。しかし、測定には高強度のコヒーレントX線が必要です。世界トップクラスのX線強度を持つSPring-8[3]であっても、X線タイコグラフィにはコヒーレントX線の強度が小さく、高い空間分解能を有する試料像を再構成するには、X線回折強度パターンの取得に長い時間を要するという課題がありました。 そこで研究チームは、完全ではなく部
次世代硫化物ガラス電解質の構造解明に成功 －複雑なガラス構造中のリチウムイオン伝導制御に期待－（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
京都大学の 尾原 幸治 産官学連携本部特定助教（現在、（公財）高輝度光科学研究センター 利用研究促進部門 研究員）、森 正弘 同特定研究員、塩谷 真也 同特定研究員、荒井 創 同特定教授、小野寺 陽平 原子炉実験所助教、内本 喜晴 大学院人間・環境学研究科教授とトヨタ自動車株式会社の 三井 昭男 材料技術開発部主任らの研究グループは、京都大学と新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が共同で推進している革新型蓄電池先端科学基礎研究事業（RISINGプロジェクト：PL 小久見善八特任教授）の一環で、酸化物ガラスよりもリチウムイオン伝導率の高い硫化物ガラスの構造とイオン伝導の相関性について原子・電子レベルで解明しました。 本研究グループは、高エネルギー放射光X線および中性子による回折実験と第一原理理論計算機シミュレーションを組み合わせ、リン導入硫化物ガラスの構造（原子配列）を詳細に解析し
強レーザーパルスを用いた量子状態の超高速高効率操作に成功 〜フェムト秒２光子ラビ振動の実現〜（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
名古屋大学大学院理学研究科（研究科長：松本邦弘）の伏谷 瑞穂（ふしたにみずほ）講師，菱川 明栄（ひしかわあきよし）教授，電気通信大学の森下亨（もりしたとおる）准教授，富山大学の彦坂 泰正（ひこさかやすまさ）教授，理化学研究所と高輝度光科学研究センターの共同研究チームは，台湾Fu-Jen Catholic大学と共同で，超高速2光子ラビ振動の観測に成功しました。 レーザー光のようなコヒーレントな光を物質に照射すると，量子状態の「重ね合わせ」が生じ，これを利用して２つの状態間を100%に近い効率で極めて高速に行き来させることができます。これはラビ（Rabi）振動と呼ばれる現象で，基礎的な物理過程であると同時に化学反応の制御や量子コンピュータなどの量子操作技術の基幹をなす過程です。様々な応用に向けてこの光技術は1光子から多光子過程へ拡張されていますが，これまでのところ最も単純な2光子過程の場合でさ
地球マントルの流れは鉱物粒子間のすべりが原因であることを解明（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センター（GRC）の大内智博助教、入舩徹男教授（東京工業大学地球生命研究所 (※1)兼務）と高輝度光科学研究センター（JASRI）の肥後祐司研究員らの研究グループは、地球マントル上部の流れはカンラン石(※2)粒子間のすべりによって起きることを明らかにしました。 地球のマントル上部（深さ約60－410キロメートル）(※3)は1400℃にも達する灼熱の世界であるため、岩石は水飴のようにドロドロな状態で流れています。私達が住む地表のプレート（厚さ約60キロメートル）(※4)はドロドロなマントルに浮いているため、マントルの流れと共にプレートは動いたり沈んだりします。その結果、災害にもつながる地震や火山噴火などの自然現象をもたらします。1970年以降45年間、マントル上部の流れは転位クリープ(※5)という理論モデルでの定説が支持されてきました。この定説では、地球マント
固体の結晶構造を記憶する液体：液体ビスマス中の奇妙な音波から証明（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2015年8月27日 国立大学法人広島大学 国立大学法人熊本大学 慶應義塾大学 公益財団法人高輝度光科学研究センター 国立研究開発法人理化学研究所 【本研究成果のポイント】 • 世界で初めて、液体ビスマス中の音響モードの励起エネルギーが特異な分散を示すことを実験で検証し、そのメカニズムを解明しました • 従来、液体ビスマスの音響モードを表す非弾性散乱ピークは低い運動量領域でしか観測できないと考えられていたものを覆しました • 今回の成果から、溶融母金属からの新材料創成やナノテクノロジーへの発展、応用が期待されます 国立大学法人広島大学（学長：越智光夫）の乾雅祝教授、梶原行夫助教、宗尻修治准教授、国立大学法人熊本大学（学長：原田信志）の細川伸也教授、慶應義塾大学（塾長：清家篤）の千葉文野専任講師、公益財団法人高輝度光科学研究センター（理事長：土肥義治）の尾原幸治研究員、筒井智嗣主幹研究員、国
月表層の岩石試料（アポロ試料）から高圧相を世界で初めて発見（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2015年7月1日 国立大学法人広島大学 国立大学法人東北大学 千葉工業大学 公益財団法人高輝度光科学研究センター 【ポイント】 •アポロ計画で回収された月表層の岩石試料から、世界で初めてシリカ（SiO2）の高圧相（※1）であるスティショバイトを発見 •スティショバイトの存在は超高圧力状態の発生、すなわち天体衝突現象の明確な証拠 •アポロ試料中のスティショバイトを用いて、より直接的な証拠からのクレーターの形成年代や衝突規模の推定が可能 図１．アポロ１５号の宇宙飛行士が地球に持ち帰った月表層の岩石試料（試料番号： Apollo 15299）。この試料は様々な岩石の破片である角レキ岩と火山岩である玄武岩を含む。スティショバイトが発見されたのは角レキ岩の部分。 広島大学大学院理学研究科の宮原正明准教授、東北大学大学院理学研究科の大谷栄治教授、千葉工業大学の荒井朋子上席研究員らを中心とした研究チー
ナノのガラスビーズを発光させることに成功（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
青山学院大学理工学部化学・生命科学科石井あゆみ助教・長谷川美貴教授は、ガラス（SiO2）ナノ粒子※1,2の界面を利用し、希土類※3と有機化合物の金属錯体※4 を融合した新しいしくみによる発光性ナノ粒子を開発しました。これまで希土類の青色発光体を得るためには、水素ガスなどを用いた強い還元雰囲気で高温焼成する製造プロセスが必要でしたが、本研究では、特有の発光を示す希土類の一つであるユウロピウム（Eu）を、安価なガラスナノ粒子界面に薄く固着し、さらに有機化合物で覆うことで、大気下低温焼成という環境負荷の低い条件で、発光色を赤色から青色に変化させるしくみを世界で初めて見出しました。本成果により、将来的には新しい原理によるマルチカラーの発光デバイスや生体内のセンシング材料への展開が期待されます。 本研究成果は、ネイチャー・パブリッシング・グループが発行する科学誌「サイエンティフィックリポート」（6月
直接観測された物質物理学の謎「隠れた秩序」（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2014年6月18日 東京大学 京都大学 公益財団法人 高輝度光科学研究センター 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 発表のポイント • ある種のウラン化合物が示す新しい電子状態は「隠れた秩序」状態と呼ばれ、物理学の長年にわたる大きな謎であった • 最近、間接的な証拠に基づいて菱形状の秩序が類推されたが、結晶構造は正方形状であると報告されており、結晶構造の変化を直接的に観測することが最重要課題であった • 放射光を用いた超高分解能測定と純度が非常に高い結晶を組み合わせることにより、結晶構造のわずかな変化を初めて直接的に観測し、菱形状の秩序が決定的になった 東京大学大学院新領域創成科学研究科の芝内孝禎教授（京都大学理学研究科客員教授）、同水上雄太助教、京都大学大学院理学研究科の松田祐司教授らは、公益財団法人高輝度光科学研究センター（JASRI）の杉本邦久研究員、独立行政法人日本原子力研究開
ナノ結晶中の超高速構造変化をX線レーザーで捉えることに成功（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2014年5月15日 国立大学法人北海道大学 Southampton大学 独立行政法人理化学研究所 関西学院大学 国立大学法人京都大学 公益財団法人高輝度光科学研究センター 研究成果のポイント • 金属絶縁体相転移を起こす二酸化バナジウムナノワイヤー中の超高速構造変化を観察。 • X線レーザーの登場により、原子レベルの敏感性とピコ秒の時間分解能を持つ測定が実現。 • 物質中の原子・分子の超高速動画撮影への発展と、多彩な相転移現象の解明に期待。 北海道大学、Southampton大学、理化学研究所（理研）、関西学院大学、京都大学、高輝度光科学研究センター（JASRI）は、X線自由電子レーザー（XFEL）施設「SACLA」※1を用いて、ナノワイヤー中の超高速構造変化を原子レベルで観察することに成功しました。これは、北海道大学電子科学研究所のMarcus C. Newton助教（現 英国Sout
「ボール状」の新しい三次元炭素ナノ分子の化学合成に成功（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
京都大学 化学研究所の山子 茂 教授らの研究チームは、六個の炭素原子からなる「ベンゼン環」が三次元的につながった「ボール状」構造を持つ、新しい炭素ナノ構造体の化学合成に成功しました。 フラーレンやカーボンナノチューブに代表される三次元構造を持つ炭素ナノ分子は機能の宝庫であり、電子材料や光電子材料をはじめとする有機エレクトロニクス分野での応用が期待されています。一方、これら分子の入手は、アーク放電などの物理的手法によるため、得られる分子の構造が大きく限定されていました。 本研究グループは、独自の合成手法を用いることで、従来法では達成困難な新しい三次元炭素ナノ分子の合成に成功しました。具体的には、六つの白金原子と四つのベンゼン単位との組み合わせにより正八面体構造を持つ白金錯体を「自己組織化」に類したプロセスにより生成した後で、白金原子を除去することにより、合成を達成しました。さらに、基礎物性を
X線自由電子レーザーを用いて金属ナノ粒子の粒度分布と内部組織を複合的に分析 －世界最高クラスの効率・精度分析によりSACLAの産業利用を開拓－（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2013年11月26日 国立大学法人 大阪大学 慶應義塾大学 独立行政法人 理化学研究所 国立大学法人 信州大学 本研究成果のポイント • SACLAでの高効率なナノ材料粒子イメージングによる統計分析を実証 • 10nmを超える世界最高の解像度で金属ナノ粒子の粒度分布と内部組織の複合分析を可能に • ナノ材料分野におけるSACLAの産業利用に期待 国立大学法人大阪大学（平野俊夫総長）、慶應義塾大学（清家篤塾長）、独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）、国立大学法人信州大学（山沢清人学長）は共同で、X線自由電子レーザー施設SACLA※1において、ナノ粒子の粒度分布と内部組織を複合的に解析する方法を開発しました。これは、大阪大学大学院工学研究科の高橋幸生准教授、慶應義塾大学理工学部物理学科の中迫雅由教授、理化学研究所放射光科学総合研究センター利用システム開発研究部門の山本雅貴部門長を中心と
有機化合物における新しい相転移現象を発見 有機エレクトロニクスとしての新たな利用へ期待（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2013年11月18日 名古屋大学大学院理学研究科 高輝度光科学研究センター 東京大学物性研究所 東北大学金属材料研究所 物質の状態は、外界の温度によって大きく変化します。例えば、水（液相）は温度を下げると氷（固相）に変わります。このような相の変化を、相転移といいます。また、水温が0°Cになると、水の一部が凍り始めることから、水と氷という2つの異なる状態は0°Cにおいてのみ共存し、それより高温では水という液体の状態、逆に低温では氷という固体の状態、のように0°C以外では通常どちらか一方の状態だけが実現します。つまり、水にとっての0°Cは液相と固相の境目であり、相転移温度と呼ばれます。 今回、名古屋大学大学院理学研究科の機能性物質物性研究グループ（岡崎竜二助教、寺崎一郎教授）は、高輝度光科学研究センターの池本夕佳副主幹研究員・森脇太郎副主幹研究員、東京大学の森初果教授のグループ、東北大学の佐
X線の2光子吸収の観測に成功 -数百ゼプト秒の間にほぼ同時に原子を2度打ち-（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2014年2月17日 独立行政法人理化学研究所 大学共同利用機関法人自然科学研究機構分子科学研究所 国立大学法人大阪大学 国立大学法人東京大学 公益財団法人高輝度光科学研究センター 本研究成果のポイント • X線の2光子がゼプト秒でほぼ同時に吸収される過程を初観測 • フェムト秒の破壊過程をシミュレートし、物質固有の情報を得ることに成功 • さまざまな非線形光学過程がX線でも利用可能なことを実証 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、X線自由電子レーザー（XFEL）施設「SACLA[1]」を使い、X線の光の粒子（光子）がゲルマニウム原子に2個同時に吸収される「2光子吸収」過程の観測に成功しました。これは、理研放射光科学総合研究センター（石川哲也センター長）ビームライン研究開発グループ理論支援チームの玉作賢治専任研究員、矢橋牧名グループディレクターと、分子科学研究所極端紫外光研究施設の繁政
新しい規則性を持つペロブスカイト型酸化物超伝導体を発見（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
2014年3月3日 国立大学法人山梨大学 国立大学法人広島大学 国立大学法人東京工業大学 トピック • 新規ビスマス酸化物超伝導体(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12を発見した。 • A-サイトオーダーダブルペロブスカイト型構造における初めて超伝導物質である。 • 高温超伝導体の探索や超伝導メカニズムの解明の新たな指針となる。 山梨大学クリスタル科学研究センターの熊田伸弘教授、同センター田中 功教授、東京工業大学応用セラミックス研究所の東 正樹教授、広島大学大学院理学研究科の黒岩芳弘教授らの研究グループは、新規ビスマス酸化物超伝導体(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12を発見しました。この超伝導体はバリウムとナトリウムおよびカリウムが規則的に配列するA-サイトオーダーダブルペロブスカイト型構造（注1）であり、高温超伝導体探索およ
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