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結晶

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1: 2018/05/30(水) 12:29:45.74 ID:CAP_USER
量子コンピューターも、従来型のコンピューターと同様に仕事を行うにはメモリーが必要です。
しかし、近くの原子が振動しただけでもすべてのデータが消えてしまう環境のため、量子コンピューター用メモリーの開発は困難を極めます。
しかし科学者たちは、うまい解決策を思いつきました。
ギターの弦のようにダイヤモンドをチューニングするのです。
彼らはデータ保存のための電子と相性の良い不純物を混ぜた1ミクロン幅のダイヤモンド結晶の弦を使った量子メモリーシステムを作り上げました。
このダイヤモンドに電圧をかけると、弦が引き延ばされて周波数が上がり、電子が敏感に反応する状態になります。ちょうど、ギターの弦を巻いて音を高くするのと同じです。

続きはソースで

https://s.aolcdn.com/hss/storage/midas/3fa18639fd6be8679b091cb8a72c3a47/206407837/quantamcomputer.jpeg

https://japanese.engadget.com/2018/05/28/diamond-strings-could-provide-memory-for-quantum-computers/
ダウンロード (2)


引用元: 【IT】「ダイヤモンドの弦」にデータを保存する量子コンピューター用のメモリーシステム[05/29]

「ダイヤモンドの弦」にデータを保存する量子コンピューター用のメモリーシステムの続きを読む

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1: 2018/03/19(月) 14:03:48.39 ID:CAP_USER
マサチューセッツ工科大学(MIT)とハーバード大学の研究チームは、グラフェンの電気特性を絶縁体と超伝導体の間で切り替えることに成功したと発表した。
同じ1つのグラフェンが、電気を通さない絶縁体、抵抗ゼロで電気が流れ続ける超伝導体という2つの電気特性をもつことになり、その切り替えも可能なことから、さまざまなデバイスへの応用可能性がある。研究論文2本が科学誌「Nature」(論文1、論文2)に掲載された。

先行研究では、超伝導状態の金属薄膜層の上にグラフェン層を重ねて成膜した場合に、金属薄膜の影響を受けてグラフェンが超伝導体化する現象が報告されていた。
一方、今回の研究では金属薄膜は使わずにグラフェンだけで超伝導状態を作り出すことに成功している。

その方法は、2つのグラフェン薄膜を積層した超格子を作るというものであり、ポイントは上下のグラフェンの結晶構造をぴったり合わせずに少しだけずらして配置することであるという。

続きはソースで

画像:2層のグラフェンを角度1.1°のずれをもたせて重ねた超格子構造。
電圧印加によって絶縁体と超伝導体の間で電気的性質が切り替わる (出所:MIT)
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603006/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603006/
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引用元: 【超伝導】グラフェンの電気特性を絶縁体/超伝導体の間で切り替え制御 - MITなど[03/19]

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1: 2018/03/06(火) 18:46:41.65 ID:CAP_USER
年明けの1月11日、雑誌「Nature communications」に一報の論文が発表されました。

 「Discovery of Superconductivity in Quasicrystal」。
日本語なら「準結晶中での超伝導状態の発見」とでも訳しましょうか。

 名古屋大学、豊田工業大学、東北大学、豊田理化学研究所などのグループが達成した、人類史的な価値をもつ大業績と思います

 一定の確率でノーベル賞が出て不思議ではない驚くべき成果ですが、ことさらに大メディアが騒ぎ立てたりすることはありませんでした。

 まあ、記事の編集担当デスクが理解できなければ仕方のない、いつものことですが、今回はこの「準結晶の超伝導」の何が凄いのか、簡単に解説してみたいと思います。

■準結晶とは何か?

 まず最初に「準結晶(Quasicrystal)」とは何か、から話を始めなければなりません。
ワープロに「じゅんけっしょう」と入力すると「準決勝」と変換される程度に、世間にはほとんど知られていない物質の形態と思います。

 原子分子レベルで見ると「結晶」は、ちょうど公園などにあるジャングルジムのようにアトムが規則正しく並んだ構造を取っています。

 こうした「結晶」は「並進対称性」と呼ばれる規則性を持ちます。
分かりやすい例としてオランダの版画家M.C.エッシャーの作品をリンクしておきましょう。

 例えばこの「鳥による平面の規則分割
(参照=http://www.mcescher.com/gallery/back-in-holland/regular-division-of-the-plane-with-birds/)」という作品は、ちょうど、床や壁をタイルで覆い尽くすような意味で、2次元平面を完全に充填します。

 ここで、一部を切り出して別の部分に平行移動すると、完全に重なり合う。
こういう特徴を「並進対称性」といいます。

 さて、世の中にはこういう充填とは別に、平行移動では決して重なり合わない、面や空間の充填の仕方があります。

 例えば、イスラム教のモスク建築には、壮麗な幾何学模様のタイル張りの埋め尽くしが見られます。

 いくつか例を挙げて見ましょう。

 例えばこういうもの(参照=https://en.wikipedia.org/wiki/Girih_tiles)はギリーと呼ばれます。
英文のイスラム文様のウィキペディアには、尖塔の屋根を埋め尽くす曲面パターン
(参照=https://en.wikipedia.org/wiki/Islamic_geometric_patterns)なども紹介されています。

 あるいはこんなもの(参照=http://archive.aramcoworld.com/issue/200905/the.tiles.of.infinity.htm)もある。

 最後のリンクには、こうしたモザイクの幾何学模様を数学的に整理した英国の数理物理学者ロジャー・ペンローズ
https://en.wikipedia.org/wiki/Roger_Penrose)の名が挙げられています。

 ペンローズは1974年、2種類のひし形を組み合わせて空間を充填しながら、決して平行移動では重ね合わせができないパターンを見出し発表します。

 「ペンローズ・タイル」と呼ばれるパターンで、非周期的でありながら空間を埋め尽くす特異な幾何学構造として注目を集めます。

 ペンローズとエッシャーの間には親交があり、ペンローズの見出した数理構造に影響を受けた作品をエッシャーは発表しましたが、残念ながら版画家は1972年に亡くなってしまいました。
そのためペンローズ・タイルの幾何を応用した作品は残されていません。

続きはソースで

画像:すでに様々に利用されている超電導。
写真は超電導磁石を使った独西部グライフスバルトのマックスプランク・プラズマ物理学研究所にある核融合装置「ベンデルシュタイン7-X」。
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/d/6/600w/img_d6f6919603dce4f3d888c74c10696df8201375.jpg

JBpress
http://jbpress.ismedia.jp/articles/-/52503
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引用元: 【物理学】ノーベル賞間違いなし、日本発「準結晶超伝導転移」[03/06]

ノーベル賞間違いなし、日本発「準結晶超伝導転移」の続きを読む

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1: 2017/12/22(金) 14:09:00.46 ID:CAP_USER
物質・材料研究機構と横浜国立大学の研究グループは、自己治癒セラミックスが、骨の治癒と同じく炎症・修復・改変期という3つの過程で治癒することを発見しました。さらに骨の治癒の仕組みをヒントに、セラミックスの治癒を促進する物質を結晶の境目に配置することで、航空機エンジンが作動する1000℃において、最速1分で、き裂を完治できる自己治癒セラミックスの開発に成功しました。

自己治癒セラミックスは1995年に横浜国立大学の研究グループにより発見されて以来、航空機エンジンタービン用の軽量耐熱材料として世界的に注目されてきました。しかし治癒の仕組みが未解明であり、また1200~1300℃の限られた温度領域でしかき裂を完治することが出来ないため、治癒機構を解明し、様々な温度域で高速で完治できるセラミックスの開発が望まれていました。

本研究グループは、自己治癒セラミックスにき裂が入ると、き裂から侵入した酸素と、セラミックスに含まれる炭化ケイ素が反応して二酸化ケイ素が合成され(炎症)、セラミックスの母体であるアルミナと二酸化ケイ素が反応してき裂を充填し(修復)、結晶化して強度が回復する(改変)という三段階で治癒が進むことを明らかにしました。

さらに骨の治癒を促進する体液ネットワークをヒントに、セラミックスの治癒を活性化する酸化マンガンを、アルミナの粒界に極微量配置することで(上図参照)、従来材では1000℃で1000時間かかっていたき裂の治癒時間を、最速1分程度で完治させることに成功しました。

本研究成果をもとに、治癒活性相の種類を適切に選定することで、優れた自己治癒機能を自在に付与した、「割れが入っても壊れない」革新的高温用セラミックスの開発を目指します。

続きはソースで

画像:(左) 自己治癒の様子。完治まで最速1分。
(右) ネットワーク状に配置された酸化マンガン(緑)が治癒を促進。
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20171221/icons/zu.jpg

横浜国立大学
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20171221/index.html
ダウンロード (5)


引用元: 【横浜国立大学】高速でき裂が完治する自己治癒セラミックスを開発~フライト中にヒビを治す航空機エンジン用部材の実現へ

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1: 2017/11/20(月) 12:16:52.81 ID:CAP_USER
東京大学(東大)は、機械学習の転移学習という技術を活用して人工知能が繰り返し成長することで、物質の界面の構造を決定するための計算コストを1/3600まで削減することに成功したと発表した。

同成果は、東京大学生産技術研究所の溝口照康 准教授、小田尋美氏、清原慎氏、東京大学大学院新領域創成科学研究科の津田宏治 教授らの研究グループによるもの。
詳細は日本の学術誌「Jounal of the Physical Society of Japan」に掲載された。

界面は、物質の電気伝導性やイオン伝導性、耐久性などの機能に役割を果たしている。
界面の構造は結晶とは異なっており、その構造が界面における機能の起源だ。
つまり、界面の機能を理解するためには、界面固有の構造を明らかにすることが不可欠だ。

一方で、同じ物質でも無数の種類の界面が存在し、それぞれの界面が異なる構造をもっている。
さらに、その中の1種類の界面でも、数千~数万個という候補構造が存在しており、従来はすべての候補構造について理論計算を行い、候補の中から最も安定なものを決める必要があったため、さまざまな種類の界面の構造を網羅的かつ系統的に決定することは困難だとされてきた。

研究グループはこれまで、ある問題を解くための人工知能を作成するクリギングという機械学習の手法を利用して人工知能を作成し、界面構造を探索させる手法を開発してきた。

続きはソースで

関連ソース画像
http://news.mynavi.jp/news/2017/11/17/090/images/001.jpg

マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2017/11/17/090/
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引用元: 【テクノロジー】人工知能が膨大な計算を3600分の1に削減 - 東大が転移学習を組み込んで成功

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1: 2017/11/12(日) 01:18:15.51 ID:CAP_USER
■希少金属使わず、カリウムで構造安定化
 東京大学大学院総合文化研究科の瀬川浩司教授と東大先端科学技術研究センターの別所毅隆特任講師らは、次世代太陽電池と期待される「ペロブスカイト太陽電池」の材料に、ルビジウムなどの希少金属を一切使わずに、20・5%と高い変換効率と発電の安定性を実現した。地球上に多く存在するカリウムを添加して結晶構造を安定化させた。
長期の耐久性試験を行うとともに、パナソニックや東芝などと実用化に向けた評価、検討を進める。

 ペロブスカイト太陽電池は、ペロブスカイトという結晶構造を持つ材料を使う太陽電池。
現在主流のシリコン系太陽電池より製造工程が簡易で、製造コストが低い。

 だが、実用化の目安となる変換効率20%以上の太陽電池は、ルビジウムやセシウムなどの希少金属を使って構造を安定させており、普及には障壁となっている。

 研究グループは、特定の条件でカリウムを添加することで結晶構造を保持し、希少金属を一切使わずに欠陥のないきれいな発電層を作ることに成功した。

続きはソースで

Yahoo!ニュース
https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20171107-00010000-nkogyo-ind
ダウンロード (5)


引用元: 【エネルギー】東大、ペロブスカイト太陽電池で変換効率20.5%

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