「王恩哥」の写真・グラフィックス・映像

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  2024年05月28日

  「新華社」中国の研究者、氷表面の原子結晶構造の「観察」に成功

  中国の北京大学物理学院、北京懐柔総合性国家科学センター軽元素量子材料学際プラットフォームの研究チームがこのほど、独自開発した中国産ｑＰｌｕｓ走査型プローブ顕微鏡を使用して、氷表面の原子結晶構造の「観察」に世界で初めて成功し、零下１５３度で融解が始まるメカニズムも解明した。長年科学界を悩ませてきた氷表面の結晶構造、融解のタイミングとメカニズムの解明に向けた大きな進展となる研究成果は２２日、国際学術誌「ネイチャー」に掲載された。同プラットフォームの田野（でん・や）特任研究員によると、チームはｑＰｌｕｓ走査型プローブ顕微鏡を用いて、水素原子と化学結合を識別するイメージング技術を開発し、氷表面の水分子水素結合ネットワークの正確な識別と水素原子の正確な位置特定を実現した。観測により、氷表面の構造には、六方最密充填構造と立方最密充填構造の２種類が同時に存在し、接合し重なり合うことで、安定した結晶構造を形成していることが分かったという。研究によって、氷表面の予融解メカニズムも明らかになった。氷表面は、零度以下で融解が始まることがよくあり、氷の予融解と呼ばれる。同プラットフォームの責任者、江穎（こう・えい）教授は、温度変化実験により、初めて原子レベルで氷表面の予融解プロセスを「観察」し、零下１５３度で融解が始まることを発見したと紹介し、氷表面の潤滑現象や雲の形成、氷河の融解プロセスなどの理解に非常に重要だと説明した。中国科学院院士（アカデミー会員）で同プラットフォーム理事長の王恩哥（おう・おんか）氏は、研究は氷表面の構造と予融解メカニズムに関する長年にわたる従来の認識を改め、氷の科学研究に新たな原子レベルの観点を開いたとの考えを示した。「ネイチャー」は同研究を特集記事として掲載した。複数の査読者は、研究チームによる氷表面の原子レベルのイメージングは重要な技術革新で、得られた分解能は氷表面のイメージングにおいて「空前のもの」であり、大気科学や材料科学などさまざまな分野に深い影響を与える可能性があると評した。（記者／魏夢佳、馬暁冬） ＝配信日： ２０２４（令和６）年５月２８日、クレジット：新華社／共同通信イメージズ

  商品コード: 2024052807608

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  2023年12月20日

  「新華社」中国、超薄でエネルギー効率の高い光学結晶を開発

  中国北京大学のチームはこのほど、長年の取り組みを経て、光学結晶研究で独創的な新理論を打ち出し、軽元素材料の窒化ホウ素を使って超薄でエネルギー効率の高い光学結晶「ツイスト窒化ホウ素（ＴＢＮ）」を初めて作製、次世代のレーザー技術に向けて理論上および材料上の基礎を築いた。成果は物理学分野の国際科学誌「フィジカル・レビュー・レターズ（ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＬｅｔｔｅｒｓ）」に掲載された。中国科学院院士（アカデミー会員）で北京大学物理学院教授の王恩哥（おう・おんか）氏は、新華社の単独インタビューを受けた際、この成果は光学結晶理論における中国独自の画期的進展であるだけでなく、軽元素の２次元薄膜材料を用いて光学結晶を作製するという新たな分野を切り開くものだと説明した。また、作製されたＴＢＮの厚さはマイクロメートルレベルで、光学結晶としてこれまでのところ世界最薄とみられ、エネルギー変換効率は同じ厚さの従来型結晶よりも１００～１万倍高い。光波の波形の変化を表す尺度を位相という。結晶内の光波の位相が整合し、同期している場合にのみ、理想的な効率と仕事率のレーザーを出力できる。ここ数年、従来の理論モデルや材料体系の限界により、既存の結晶ではレーザーの小型化、高集積化、高機能化という発展に伴うニーズを満たすことが難しくなってきた。このため、北京大学物理学院凝聚態物理（物性物理）・材料物理研究所の所長で北京懐柔総合性国家科学センター軽元素量子材料学際プラットフォーム副主任の劉開輝（りゅう・かいき）教授と王恩哥氏率いる研究チームは、新たな「ツイスト位相整合理論」を提案した。チームは、窒化ホウ素材料を「積み木」のように積み重ね、それを特別な角度に「回転」させることで、異なる光波の位相を一致に向かわせ、エネルギー効率の高い光学結晶ＴＢＮを形成できることを発見した。劉氏は「結晶内で生成されるレーザーを一つのチームとみなした場合、『ツイスト』の方法を用いることで、チームメンバー全員の方向とペースを高度に調和させることができ、レーザーのエネルギー変換効率が向上する」と述べた。ＴＢＮの厚さはわずか１～１０マイクロメートルで、通常のＡ ＝配信日： ２０２３（令和５）年１２月２０日、クレジット：新華社／共同通信イメージズ

  商品コード: 2023122012155