次世代量子情報材料へつながる新技術

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2026-05-28

natural_sciences

{'items': [{'key': 'ceev6', 'term': 'ハニカム構造', 'description': {'blocks': [{'key': 'acqin', 'text': 'ハニカム構造（honeycomb structure）とは、蜂の巣のように六角形が周期的に並んだ結晶構造や格子構造のことです。物質科学や固体物理では、原子が二次元的に六角形ネットワークを形成している構造を指します。ハニカム構造に磁性イオンを配置すると、スピン相互作用が競合することで、量子スピン液体、スピン軌道結合によるトポロジカル状態などが現れる可能性があります。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '3k19q', 'term': '3d遷移金属', 'description': {'blocks': [{'key': '3em9a', 'text': '鉄、コバルト、ニッケルなどに代表される金属元素のグループです。特徴的な磁性や触媒作用を示し、電子材料など幅広い分野で重要な役割を果たします。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '7c2ht', 'term': 'キタエフ材料', 'description': {'blocks': [{'key': 'c11n4', 'text': 'キタエフ材料（Kitaev materials）とは、理論的に提案されたキタエフ磁気相互作用を実現する物質群です。この分野は、量子スピン液体（quantum spin liquid）を実現する候補として非常に注目されています。なお、キタエフ相互作用は、ハニカム格子で最も自然に実現されます。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '47c0k', 'term': 'マヨラナ粒子', 'description': {'blocks': [{'key': 'e4ttn', 'text': 'マヨラナ粒子（Majorana fermion）は、「粒子と反粒子が同一である」という特殊な性質を持つ粒子です。トポロジー的に保護された量子計算に利用可能であり、次世代の半導体産業における新原理の量子コンピュータの実現に不可欠であると注目されています。キタエフ材料は、固体中でマヨラナ粒子を実現するために、重要な候補と知られています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '3iief', 'term': 'キタエフ量子スピン液体', 'description': {'blocks': [{'key': 'b6lbn', 'text': 'ハニカム格子上の磁性原子のスピンが、極低温でも規則的に並ばず、強い量子ゆらぎによって液体のように秩序を持たない状態。また、マヨラナ粒子が生じる可能性のある量子状態。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '3fvp9', 'term': 'パルスレーザー堆積法', 'description': {'blocks': [{'key': '8trlv', 'text': '強力なパルスレーザーを固体ターゲットに照射し、その表面を瞬間的に蒸発（アブレーション）させて、基板上に薄膜を形成する成膜手法です。酸化物薄膜や量子材料の研究で非常によく使われています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'ff37a', 'term': 'エピタキシャル薄膜', 'description': {'blocks': [{'key': '6tlto', 'text': '基板が「結晶のテンプレート」になり、基板の結晶構造にそろうように成長した高品質な薄膜のことで原子レベルの「LEGO」のようなものです。物性物理研究における核心技術として知られています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['isir', 'es']

['Li Haobo', '田中秀和', '石渡 晋太郎']

「マヨラナ粒子」と呼ばれる粒子の特殊な量子状態は、「壊れにくい量子ビット」を作れる可能性があることから、量子計算には重要な鍵と知られています。ハニカム構造のキタエフ材料は、磁気相互作用によりマヨラナ粒子が現れる可能性がありますが、決定的発見には至っていません。本研究では、材料合成を中心として、手に入りやすい原料でキタエフ材料の合成と磁気相互作用を初歩的に調査しました。今後、ヘテロ構造や応力制御などを用いた精密な物性調査が必要だと考えています。

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/image/photo_drwan_640.png

Li Haobo

助教

産業科学研究所

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/6636cd71d4e39e0f.html