ぐるぐる回る分子の“向き”と“形”を制御した電気応答を実現～従来より高密度に情報記憶できる素子への応用に期待～(JST)

ポイント

固体と液体の中間の性質を持つ「柔粘性結晶」が、分子の向きと形の変化によるニ段階で電気応答することを発見しました。

これにより、ダイオード特性の磁場・温度依存性を広い範囲で調べることが可能となり、本物質における超伝導ダイオード効果の物理的起源を解明

この現象を利用すると、従来の「0」「1」だけでなく、複数の情報（例えば「0」「1」「2」「3」）を記憶できる「多値メモリー」という次世代技術や、新しいタイプのセンサー・スイッチ開発への貢献が期待されます。

＜概要＞

私たちの暮らしを支えるスマートフォンやコンピューターの性能向上には、同じ大きさの中により多くの情報を記憶できる新しい材料技術が求められています。
東北大学 多元物質科学研究所の研究グループは、固体のように形を保ちながら、内部の分子が液体のように回転する物質「柔粘性結晶」において、電気を加えることで分子の向きや形が変化し、その状態を保持できるユニークな電気応答現象を初めて捉えました。これは、分子の「向き」と「形」という2つのスイッチを電気で操作するようなもので、従来の記憶素子よりも多くの情報を扱える「多値メモリー」の実現に道を開くものです。この成果は、情報化社会のさらなる発展に貢献する基礎として期待されます。
本研究の成果は米国現地時間の2025年5月25日、科学誌「Journal of the American Chemical Society」にてオンライン掲載されました。
なお本成果は、東北大学 多元物質科学研究所の小野寺 希望 大学院生（大学院工学研究科）と出倉 駿 助教および芥川 智行 教授、佐藤 鉄 助教、同 大学工学部の増子 美侑 学部生（研究当時）、金沢大学 ナノマテリアル研究所の水野 元博 教授と同 大学理工研究域物質化学系の栗原 拓也 助教らの共同研究によるものです。

本研究は、科研費 若手研究 JP23K13715、学術変革領域A「高密度共役の科学」JP20H05865、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 ACT-X「有機ナノ柔粘性結晶の創成と動的機能の創発（JPMJAX23DF）」、人と知と物質で未来を創るクロスオーバーアライアンス、天野工業技術研究所 研究助成金、山田科学技術振興財団 研究援助の支援を受けて実施されました。

＜プレスリリース資料＞

本文PDF（688KB）

＜論文タイトル＞

“A scaling relation of vortex-induced rectification effects in a superconducting thin-film heterostructure”
ＤＯＩ：10.1021/jacs.5c04778

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