AbstractbookThe 1
5t
h Research Forum ofCryogenicResearch Center■ 日時： ２０２４年２月１６日（金）
９：３０～１８：３０■ 場所： 武田ホール（武田先端知ビル５階）

第１５回 低温科学研究センター研究交流会 プログラム■ 日時：令和６年 2 月 16 日(木) ９：３０～１８：３０■ 場所：武田ホール（武田先端知ビル 6 階）
■ 一般講演時間：20 分（質疑応答 5 分を含む）
09:30- 09:35

はじめに

島野 亮 (低温科学研究センター長)

西田 森彦

理学系研究科・物理学専攻・D3（島野研究室）

O-01

ランタン系銅酸化物高温超伝導体の光誘起超伝導

セッション 1
09:35-09:55

Light-induced superconductivity in La-based cuprate superconductors
09:55-10:15

有沢 洋希
O-02

工学系研究科・物理工学専攻・助教（齊藤研究室）
超伝導体 MoGe における非線形熱電効果
Nonlinear thermoelectric effect in superconductor MoGe

10:15-10:35

浜野 晃太朗 工学系研究科・マテリアル工学専攻・M2（枝川・徳本研究室）
O-03

Ta-Te 系 2 次元ファンデルワールス準結晶の作製と超伝導
Synthesis and superconductivity of Ta-Te two dimensional van der Waals
quasicrystal

10:35-10:55

中里 一星
O-04

農学生命科学研究科・生産・環境生物学専攻・D2（植物分子遺伝学研究室）
葉緑体ゲノムと植物ミトコンドリアゲノムの標的一塩基置換
Targeted base editing in the chloroplast and mitochondrial genomes of plants

10:55-11:10

休憩

セッション２
11:10-11:30

清水 幹斗
O-05

農学生命科学研究科・応用生命化学専攻・M2（食品生物構造学研究室）
豆腐の凝固関連因子の同定および硬さに及ぼす影響
Identification of Factors in Tofu Coagulation and Their Impact on Hardness

11:30-11:50

中野 遼太
O-06

工学系研究科・物理工学専攻・M1（ヒルシュベルガー研究室）
ワイルらせん磁性体 GdAlSi における異方性輸送現象
Anisotropic magnetoresistance in Weyl helimagnet GdAlSi

11:50-12:10

WANG Yujun
O-07

12:10-12:30

木内 健司
O-08

12:30-13:40

理学系研究科・物理学専攻・D2（林研究室）

Scaling of the anomalous Hall effect of MBE-grown Cr2Te3 thin films
理学系研究科・物理学専攻・助教（日下研究室）
Cryogenic technology on Cosmic Microwave Background Experiments

昼食セッション３
13:40-14:00

張 灵飛
O-09

工学系研究科・物理工学専攻・D2（川﨑研究室）
LnRuO3(Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd)単結晶薄膜における磁気輸送特性
Magnetotransport properties of LnRuO3 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) single
crystalline thin films

14:00-14:20

谷内 息吹
O-10

理学系研究科・物理学専攻・D2（長谷川修司研究室）
原子層表面超構造(Tl,Sn)/Si(111)における赤外円偏光誘起ヘリシティ依存光電流
Helicity-dependent photocurrent induced by circularly polarized infrared light at
atomic layer superstructure (Tl,Sn)/Si(111)

14:20-14:40

金田 真悟
O-11

工学系研究科・電気系工学専攻・D3（田中・大矢研究室）
バンド交差とスピン軌道相互作用により誘起される高効率スピン流-電流変換
Highly efficient spin-charge conversion induced by band crossing and spin-orbit
interaction

14:40-14:55
14:55-15:40

休

憩

特別講演
工学系研究科・物理工学専攻 岩佐 義宏 教授「ナノマテリアルのデバイス物性」

15:40-15:50

休

15:50-18:20

ポスターセッション憩

15:50-16:40 グループ 1 (20 名)
16:40-17:30 グループ 2 (20 名)
17:30-18:20 グループ 3 (19 名)
18: 20-

閉会の挨拶

村川 智 (低温科学研究センター・研究開発部門)

ポスターセッション・グループ１(15:50-16:40)

P1-01 坂上 良介 工学系研究科・物理工学専攻・助教（為ヶ井研究室）
前駆体を用いて準備した高純度(Ba,Na)Fe2As2 丸形線材の作製と評価
Fabrication and evaluation of high-purity (Ba,Na)Fe2As2 round wires prepared by using precursors
P1-02 鶴山 和人 農学生命科学研究科・応用生命化学専攻・M2（食品生物構造学研究室）
がん幹細胞から放出される HSP90α とがん細胞表面の LOX-1 との相互作用解析
Analysis of interaction between HSP90α released from cancer stem cells and LOX-1 on cancer cellsurfaceP1-03 金田 昌也 工学系研究科・電気系工学専攻・M1（大矢研究室）
Giant spin-valve-like behavior via resistive switching in an Fe/MgO/Ge-based two-terminal device
P1-04 中村 一輝 理学系研究科・化学専攻・D2（大越研究室）
Photo-induced phase transition to metamagnet in a cyanido-bridged CoW assemblyP1-05 冨安 泰成 理学系研究科・物理学専攻・M1（島野研究室）
銅酸化物高温超伝導体 La1.85Sr0.15CuO4 におけるコヒーレントフォノン分光
Coherent phonon spectroscopy of a high Tc cuprate superconductor La1.85Sr0.15CuO4
P1-06 清水 蓮也 工学系研究科・物理工学専攻・M1（高橋研究室）
極性磁性絶縁体 GaV4Se8 におけるトポロジカル磁気光学効果の観測
Topological magneto-optical effect in skyrmion-hosting magnetic insulator, GaV4Se8
P1-07 吉田 研介 理学系研究科・物理学専攻・大学院研究生（村川研究室）
超流動ヘリウム 3-B 相表面における Andreev 反射の角度依存性測定
Measurement of Angular Dependence of Andreev Reflection at the Surface of Superfluid Helium 3-B
Phase
P1-08 張 晋嘉 工学系研究科・マテリアル工学専攻・D3（枝川研究室）
フェイゾン歪を導入した Ag-In-Yb 正 20 面体準結晶の熱電物性
Thermoelectric properties of phason-strained Ag-In-Yb icosahedral quasicrystals
P1-09 武田 崇仁 工学系研究科・電気系工学専攻・特任助教（大矢研究室）
Enhancement of double-exchange interaction in a La2/3Sr1/3MnO3 membrane released from epitaxial
strainP1-10 中園 寛 理学系研究科・物理学専攻・M1（素粒子物理国際研究センター(ICEPP)/澤田研究室）
SQUID 型超伝導量子ビットによる周波数変調を用いたダークマターハロスコープ実験
Dark matter haloscope experiment using frequency modulation with SQUID-type superconducting qubits
P1-11 黄 驤 工学系研究科・物理工学専攻・D1（石坂研究室）
Ionic gate induced magnetism transition in a Cr1/4NbSe2 epitaxial thin film
P1-12 関口 文哉 低温科学研究センター・研究開発部門・特任助教（島野研究室）
低温オンチップテラヘルツ分光系の開発
Development of low-temperature on-chip terahertz spectroscopy system

P1-13 小口 尚志 工学系研究科・物理工学専攻・M1（井手上研究室）
層状遍歴磁性体 CrxTaSe2 エピタキシャル薄膜の作製と真空中熱処理による磁性の制御
Growth of layered itinerant magnet CrxTaSe2 epitaxial thin films and control of magnetism by vacuum
annealingP1-14 張 長宇 農学生命科学研究科・応用生命化学専攻・D3（食品生物構造学研究室）
Molecular mechanism analysis for the inhibition of tooth surface adhesion of Streptococcus mutans bylactoferrin
P1-15 小林 将大 理学系研究科・化学専攻・M2（大越研究室）
スピンクロスオーバー現象を基盤とした光・圧力応答性を示すフェリ磁性体の開発
Development of a light- and pressure- responsive ferrimagnet based on spin-crossover phenomenon
P1-16 石田 正雪 工学部・電気電子工学科・B4（田中・大矢・アイン研究室）
強磁性金属 Fe / トポロジカル・ディラック半金属 α-Sn ヘテロ接合におけるスピン流電流変換
Spin-Charge Conversion in a Ferromagnetic Metal Fe / Topological Dirac Semimetal α-Sn
Heterostructure
P1-17 AHAMED EMK IKBALL 工学系研究科・電気系工学専攻・D2（田畑・松井・関研究室）
Strain dependent magnetization dynamics of tensile strained rare earth iron garnet thin films
P1-18 福田 光 工学系研究科・物理工学専攻・D2（十倉研究室）
パイロクロア型 Eu2Mo2O7 における熱ゆらぎ誘起トポロジカルホール効果
Thermal fluctuation induced Topological Hall effect in pyrochlore-type Eu2Mo2O7
P1-19 三津谷 有貴 工学系研究科・総合研究機構・助教（高橋研究室）
超伝導転移端センサを用いた近赤外光子数識別器の研究
A study on near-infrared photon number resolving detectors using the superconducting transition edge
sensor
P1-20 平田 裕也 工学系研究科・物理工学専攻・M1（齊藤研究室）
非線形 Seebeck 効果の観測
The observation of nonlinear Seebeck effectポスターセッション・グループ２(16:40-17:30)

P2-01 梶 貴晴 低温科学研究センター・研究開発部門・M1（村川研究室）
2 層 HD をプレコートしたグラファイト上のヘリウム 3 単原子層膜の量子相
Quantum Phases of Helium Three Monolayer on Graphite Plated with a Bilayer of HD
P2-02 加藤 喜大 工学系研究科・物理工学専攻・D3（高橋研究室）
テラヘルツ磁気光学分光を用いた Cr3Te4 の特異な異常ホール効果の研究
Terahertz magneto-optical spectroscopy in Cr3Te4 with unusual anomalous Hall effectP2-03 末吉 七海 工学系研究科・電気系工学専攻・M2（田畑・松井・関研究室）
スピネル型 MgFe2O4 のスピングラス特性とメモリー効果
Spin-glass properties and memory effects of spinel-type MgFe2O4
P2-04 大小田 直史 農学生命科学研究科・応用生命化学専攻・D2（食品生物構造学研究室）
唐辛子の辛味調節に重要なアミノ基転移酵素 VAMT の結晶構造解析
Crystal structure analysis of VAMT that is important for pungency of chili pepper
P2-05 新居 拓眞 工学系研究科・電気系工学専攻・M2（大矢研究室）
Enhanced Magnetization and Change in Magnetic Anisotropy in La2/3Sr1/3MnO3 membranes Released
from a Substrate
P2-06 大野 達也 理学系研究科・化学専攻・M2（大越研究室）
Single-molecule magnet consisting of Dy3+ and [Fe(CN)5NO]2− showing photo-responsivity
P2-07 吉川 尚孝 理学系研究科・物理学専攻・助教（島野研究室）
テラヘルツ波励起による 3R-Ta1+xSe2 の電荷密度波の非熱的融解
Nonthermal melting of charge density wave in 3R-Ta1+xSe2 induced by terahertz pulse excitation
P2-08 土場 優雅 理学系研究科・物理学専攻・M2（高木・北川研究室）
ハニカム格子磁性体 Cu3SmTe3 におけるキャリアドーピング効果
Carrier-doping effect in the honeycomb magnet Cu3SmTe3
P2-09 Baisen Yu 工学系研究科・電気系工学専攻・D2（Tanaka-Ohya-Nakane lab）
Spin injection through a Si-based ferromagnetic tunnel junction: a band diagram model
P2-10 小川 和馬 理学系研究科・物理学専攻・D1（島野研究室）
カゴメ磁性体 Co3Sn2S2 の常磁性 3 次元ディラック半金属相における円偏光誘起テラヘルツ放射
Circularly polarized light-induced terahertz emission from paramagnetic 3D Dirac semimetal phase of
Kagome magnet Co3Sn2S2
P2-11 山口 大輝 工学系研究科・物理工学専攻・M1（十倉・上田研究室）
高温らせん磁性体 LaMn2Ge2 における創発磁気輸送現象
Emergent magneto-transport properties in high-temperature helimagnet LaMn2Ge2
P2-12 高原 規行 工学系研究科・物理工学専攻・D2（川﨑研究室）
ガスソース分子線エピタキシー法による GdTiO3/EuTiO3 ヘテロ構造の非相反輸送特性
Nonreciprocal transport properties of GdTiO3/EuTiO3 heterostructures grown by gas source MBE
P2-13 田中 良憲 理学系研究科・化学専攻・M1（大越研究室）
Tuning of transition temperature by metal substitution on a rubidium-manganese-hexacyanidoferrate

P2-14 摂待 裕生 工学系研究科・物理工学専攻・M2（関研究室）
Altermagnet 候補物質 Fe(Sb1-xTex)2 の磁気構造と物性
Magnetism and electron transport properties in an altermagnet Fe(Sb1-xTex)2P2-15 LI Wenjie 工学系研究科・物理工学専攻・客員研究員（為ケ井研究室）
Anomalous Peak Effect in Superconductor with Columnar Defects
P2-16 江 錦燕 農学生命科学研究科・応用生命化学専攻・D2（食品生物構造学研究室）
Structural and functional analysis of iron binding proteins from Vibrio species
P2-17 堀田 智貴 工学系研究科・電気系工学専攻・D2（田中雅明研究室）
Quantum oscillations and odd-parity magnetoresistance in α-Sn/(In,Fe)Sb heterostructure
P2-18 吉永 啓人 工学系研究科・マテリアル工学専攻・M1（内田研究室）
極低温における pn 接合ダイオード特性の決定要因
Characteristics of pn junction diode at cryogenic temperatures
P2-19 上田 健太郎 工学系研究科・物理工学専攻・講師（十倉・上田研究室）
ハーフホイスラー型 RAuSn におけるスピン偏極バンドの外場制御と超巨大磁気抵抗効果
Magnetic-field control of band spin texture and colossal magnetoresistance in half-Heusler RAuSn
P2-20 藤井 武則 低温科学研究センター・研究開発部門・助教（研究開発部門）
アンダードープ Bi-2223 における位相無秩序転移の検証
Phase-disordering transition in underdoped Bi-2223

ポスターセッション・グループ 3(17:30-18:20)

P3-01 金﨑 隆心 理学系研究科・化学専攻・M1（大越研究室）
多機能光学特性を示す銅(I)-ベンゾキノリン錯体の合成
Synthesis of Copper(I)-Benzoquinoline Complexes Exhibiting Multifunctional Optical Properties
P3-02 平井 誉主在 理学系研究科・物理学専攻・D3（島野研究室）
ビスマスにおける楕円偏光誘起異常 Hall 効果
Elliptically polarized light-induced anomalous Hall effect of bismuth
P3-03 佐伯 崇寛 工学部・電気電子工学科・B4（田中大矢研究室）
Topological Dirac semimetal α-Sn/ superconducting β-Sn in-plane heterostructures by laser lithography
P3-04 Jessica MacDougall 理学系研究科・化学専攻・PD（大越研究室）
Synthesis and Characterisation of ε-Fe2O3@Prussian Blue Composite Nanoparticles and their Annealing
Products
P3-05 Tang Siyi 工学系研究科・電気系工学専攻・D2（田畑松井関研究室）
Fabrication of spinel-type γ-Fe2O3 epitaxial thin films and their spin-wave propagation properties
P3-06 Zhou Jiaqiao 農学生命科学研究科・応用生命化学専攻・M2（食品生物構造学研究室）
Protein-protein interaction analysis of African swine fever virus multigene family proteinsP3-07 佐藤 彰一 工学系研究科・電気系工学専攻・特任助教（田中・大矢研究室）
Spin Polarization and Magnetoresistance in a Si-based Spin MOSFET
P3-08 正力 健太郎 工学系研究科・物理工学専攻・D1（高橋研究室）
空間反転対称性が破れた強磁性ワイル半金属 PrAlGe における巨大磁気光学応答
Large magneto-optical responses of noncentrosymmetric ferromagnetic Weyl semimetal PrAlGe
P3-09 川上 航太郎 理学系研究科・化学専攻・M1（大越研究室）
アーク溶解法による金属置換型ラムダ酸化チタンの合成と熱および圧力誘起相転移
Heat- or pressure-induced phase transition of metal-substituted lambda-Ti3O5 synthesized by arc-melting
method
P3-10 北山 沙笑 農学生命科学研究科・応用生命化学専攻・M2（食品生物構造学研究室）
尿酸トランスポーター高発現細胞の代謝物解析
Metabolite analysis of urate transporter high expressing cells
P3-11 清水 翔太 理学系研究科・物理学専攻・D1（長谷川研究室）
トポロジカル超伝導 Fe(Se,Te)劈開薄片への軽元素修飾による影響
Effects of modification by light elements on topological superconductor Fe(Se,Te) exfoliated flake
P3-12 西村 優平 薬学系研究科・薬学系研究科・M1（生命物理化学教室）
マイクロ RNA 前駆体 pre-miR-21 の構造平衡が 成熟阻害剤 L50 の活性に及ぼす影響の NMR 解析
Effect of the structural equilibrium of a micro-RNA precursor pre-miR-21 on the inhibitor activity of amaturation inhibitor L50 as investigated by solution NMR

P3-13 林田 健志 工学系研究科・物理工学専攻・助教（木村研究室）
時間反転対称性の破れた反強磁性体における電場誘起トロイダルモーメントの観測
Observationofelectric-field-induced

toroidalmomentinatime-reversal-symmetry-broken antiferromagnet
P3-14 田中 康太郎 理学系研究科・物理学専攻・M1（島野研究室）
テラヘルツ光渦による s 波超伝導体 NbN の非線形光学応答
Nonlinear optical response of a s-wave superconductor NbN with using terahertz vortex beam
P3-15 村田 好登 工学系研究科・物理工学専攻・M1（高橋研究室）
らせん磁性ヘキサフェライトにおける磁気励起のモード間結合
Mode-mode coupling of spin excitations in a spin spiral hexaferrite
P3-16 荒井 滉 低温科学研究センター・物理学専攻・M1（村川研究室）
超流動ヘリウム 3 における拡散的な表面の観測装置の開発
Development of diffusive surface Detector in Superfluid Helium 3
P3-17 幸福 裕 薬学系研究科・薬科学専攻・助教（生命物理化学教室）
膜タンパク質の機能解明に向けた 哺乳細胞発現系における安定同位体標識法の確立
Development of Stable Isotope Labeling Method in Mammalian Expression Systems for Elucidating
Function-related Dynamics of Membrane ProteinsP3-18 板橋 勇輝 工学系研究科・物理工学専攻・助教（岩佐研究室）
NbSe2 系ミスフィット層状超伝導体における超伝導相図
Superconducting phase diagram in NbSe2-based misfit layered superconductor
P3-19 前田 慶 理学系研究科・化学専攻・M2（一杉研究室）
La0.7Sr0.3Mn0.9Ir0.1O3 薄膜の電子輸送特性
Transport properties of La0.7Sr0.3Mn0.9Ir0.1O3 thin films

O- 01ランタン系銅酸化物高温超伝導体の光誘起超伝導Light-induced superconductivity in La-based cuprate superconductors
A

理学系研究科 物理学専攻 島野研究室, BUBC, C 産総研, D 低温科学研究センター
西田 森彦 A, Dongjoon SongB,C, 永崎 洋 C, 島野 亮 A,D

銅酸化物高温超伝導体は、高いものでは 100 K を優に超えるような超伝導転移温度 Tc を誇り、大気圧下での Tc の最高記録を今なお保持し続けている物質群である。これには銅酸化物の示す多彩な電荷・ス
ピン秩序が密接に関係していると考えられており、これらの秩序相と高温超伝導の関係性を理解することは、高温超伝導の機構解明のための重要課題の一つである。
高温超伝導との関係性の観点で代表的なものとして、ストライプ秩序とよばれる電荷・スピンの長距離秩序が挙げられる。ストライプ秩序が発達すると Tc は強く抑制されるが、これを圧力印加や光励起によって破壊すると、抑制されていた Tc が回復することが知られており、特に後者は光誘起超伝導とよばれ大きな注目を集めた[1]。しかしその微視的な機構については明確な理解が得られておらず、幅広い物質
系における系統調査を含め、さらなる検証が求められている。
本研究では、ランタン系銅酸化物高温超伝導体の一種(a)である La1.6-xNd0.4SrxCuO4（LNSCO）および La2-xSrxCuO4（LSCO）を対象に、図 (a) に示すような近赤外光励起状態のテラヘルツ分光を通して光誘起超伝導の検証を行った。LNSCO は銅酸化物高温超伝導体の中でもスト
ライプ秩序を示す代表例である一方で、LSCO は長距離のストライプ秩序を持たない。そこで両者の光励起状態(b)を比較することにより、ストライプ秩序が光誘起超伝導に果たす役割を調査した。
図 (b) に示すのは、ストライプ秩序相にある LNSCO
に対して近赤外光を照射してストライプ秩序を破壊した際のテラヘルツ帯反射率スペクトルである。ここに現れているエッジ構造は銅酸化物高温超伝導体で Tc 以下に特徴的に現れるジョセフソンプラズマ共鳴に由来すると考えられ、実際、Tc 以下の LSCO が平衡状態で示す
ジョセフソンプラズマ共鳴（図中黒点線）とエネルギー

図. (a) 実験セットアップの概略。波長 800 nmが一致している[2]。講演ではこの光誘起ジョセフソン

の励起光パルスを試料に照射した後、c 軸方向

プラズマ共鳴を、ドープ濃度・Nd 置換の有無の異なるに直線偏光したテラヘルツ波の反射率を測定

6 つの試料で比較した結果を紹介し、光誘起超伝導の起する。 (b) ストライプ秩序を示す銅酸化物高源について議論する。

温超伝導体 LNSCO の Tc 以上において、光励
起なし（平衡）および光励起状態で観測された[1] D. Fausti et al., Science 331, 189-191 (2011)

反射率スペクトル。点線は LSCO の平衡超伝[2] M. Nishida et al., Phys. Rev. B 107, 174523 (2023)

導状態（光励起なし）でのスペクトルを表す。

O- 02超伝導体 MoGe における非線形熱電効果
Nonlinear thermoelectric effect in superconductor MoGe
工学系研究科 物理工学専攻 齊藤研究室
有沢 洋希, 藤本 雄人, 吉川 貴史, 齊藤 英治
熱電効果は物質中において温度勾配から電圧が発生する現象である。これまで温度勾配の一次に比例する線形熱電効果が熱電変換技術に応用されてきた一方、線形熱電効果はマクロな温度勾配がない場合に電圧が消失するという制約がある。近年、その制約を打ち破る新現象として、温度勾配の二次に比例する非線形熱電効果が理論的に提唱され注目を集めている[1]。本効果は、マクロな温度勾配がない状況においても空間的・時間的に変動する温度揺らぎから電力を生成する可能性を秘めており、その開拓が切望されている。
本研究では、第二種超伝導体 MoGe における非線形熱電効果の観測について報告する。磁性絶縁体
Y3Fe5O12 上に MoGe 薄膜を成膜することで Y3Fe5O12/MoGe 二層構造を作製し、本試料面直方向に温度勾配を印加した。この温度勾配由来の MoGe 面内方向の電圧を温度勾配ロックイン法によって測定した結果、MoGe が印加温度勾配の二次に比例する非線形ネルンスト電圧を示すことを見出した。MoGe 中では、特定の磁場領域において超伝導ボルテックスが侵入し、熱電応答を示すことが知られている。系統
測定・理論解析を組み合わせることで、観測された非線形熱電信号が MoGe 表面の磁気的非対称性により生じる非相反ボルテックス流に起因していることを明らかにした。本講演では、実験結果の詳細を報告し、MoGe 中の対称性の破れによって発現する非線形熱電効果の原理について議論する。
[1] R. Nakai and N. Nagaosa, Phys. Rev. B 99, 115201 (2019).

O- 03

Ta-Te 系 2 次元ファンデルワールス準結晶の作製と超伝導
Synthesis and superconductivity of
Ta-Te two dimensional van der Waals quasicrystal
東京大学 生産技術研究所
浜野晃太朗, 徳本有紀, 上村祥史, 枝川圭一
1. 緒言
近年、グラフェンや遷移金属カルコゲナイドを筆頭に、新奇な物性を示すファンデルワールス層状物
質が多数報告されている。しかし、そのすべてが結晶であり、ファンデルワールス準結晶の物性は未だ報告されていない。準結晶は結晶ともアモルファスとも異なる特異な原子配列秩序を有する固体である。1998 年に Conrad ら[1]により発見された Ta-Te 系正 12 角形準結晶（以下、dd-Ta1.6Te）は現状で唯一のファンデルワールス準結晶であり、単層剥離により純粋な 2 次元試料が作製できる可能性がある[2]。
しかし、良質な試料の作製が困難であることから、現状は透過型電子顕微鏡観察による構造解析が主として行われるにとどまっており、バルクの物性すら未解明である。以上を踏まえ、本研究では、良質なdd-Ta1.6Te を作製し物性測定を行うことを目的とした。
2. 実験手法
本研究では、TaTe2 粉末と Ta 粉末の反応焼結により dd-Ta1.6Te を作製した。TaTe2 粉末と Ta 粉末を
mol 比 1：3 で混合し、微量のヨウ素（焼結助剤）を加え圧縮成形したのち、石英管に真空封入し、1000℃で 6 日間熱処理をした。得られた試料に対し、粉末 XRD 測定、TEM 観察による相の同定を行った。また、得られた試料から数 mm3 程度のバルク試料を取り出し、MPMS3 の 3He オプションで磁化測
定、PPMS で熱緩和法による比熱測定、四端子法による電気抵抗測定を行った。
3. 結果・考察
TEM 観察の結果、良質な dd-Ta1.6Te の存在を示唆する、12 回回転対称性をもつシャープな回折点からなる電子回折図形が得られた。また、得られた試料の粉末 XRD プロファイルは dd-Ta1.6Te の計算プロフ
ァイルとほぼ一致したが、2𝜃 = 35 ~ 45°の範囲はややブロードであった。したがって、得られた試料はdd-Ta1.6Te（主相）と微量の不純物相（例えば、Ta181Te112 のような高次の近似結晶）の混合相であると考えられる。
電気抵抗測定の結果、約 1 K でゼロ抵抗を観測した。また、磁場を印加することで超伝導転移が抑制
され、温度の増加に伴い臨界磁場が減少した。外部磁場 50 Oe におけるゼロ磁場冷却の結果、約 0.95 K
で完全反磁性に相当する巨大な反磁性を観測した。比熱測定の結果、約 1.0 K で比熱の大きなジャンプを観測した。以上より、dd-Ta1.6Te は約 1 K で超伝導転移を示すと考えられる。
4. 参考文献[1] M.Conrad et al., Angew. Chem. Int. Ed. 37 1383-1386 (1998)[2] J.D.Cain et al., PNAS 42, 26135-26140 (2020)

O- 04

葉緑体ゲノムと植物ミトコンドリアゲノムの標的一塩基置換
Targeted base editing in the chloroplast and mitochondrial genomesof plants
中里一星 (大学院農学生命科学研究科 植物分子遺伝学研究室 博士課程 2 年)
植物細胞は、核ゲノムの他に葉緑体ゲノムとミトコンドリアゲノムにも遺伝子を有する。遺伝子のほとんど (約 99%) は核ゲノムに存在するが、葉緑体ゲノムとミトコンドリアゲノムにも生物の生存や成長に不可欠な遺伝子が存在するため、葉緑体ゲノムやミトコンドリアゲノムの改変によって作物の収量が向上する可能性がある。そのため、葉緑体ゲノムやミトコンドリアゲノムの改変手法の発展は、基礎研究だけでなく作物の品種改良にとっても重要である。
葉緑体ゲノム上の狙った配列を改変する技術は 30 年以上前に報告され、それ以来葉緑体ゲノム改変の中心技術として基礎研究や物質生産に用いられてきた。葉緑体形質転換法と呼ばれるこの手法は、葉緑体ゲノムの狙った場所に外来遺伝子を導入することができ、また導入した遺伝子がコードするタンパク質を植物体内で効率的に生産できるという利点がある。その一方で、この手法は基礎研究でよく使用されるシロイヌナズナやイネを含む多くの植物種への適用が難しく、また作出された個体が遺伝子組換え生物となり実用上の障壁があるという難点もある。葉緑体ゲノムの場合と異なり、陸上植物のミトコンドリアゲノムに遺伝可能な形で遺伝子を導入することは未だに難しい。一方、陸上植物のミトコンドリアゲノムの狙った配列の安定改変は、所属研究室を含むグループによって 2019 年に報告された。この方法は、一細胞に数十から約百個あるミトコンドリアゲノムの全てで標的配列を切断でき、また改変型のゲノムが子孫に安定遺伝するという利点があるが、標的配列周辺で数百～数千個の DNA 塩基対が欠失する、遺伝子の並び順が変わる等の望まぬゲノム構造の変化を伴うという難点もある。発表者らはゲノム編集技術を応用し、上記の難点を避けつつシロイヌナズナの葉緑体ゲノムとミトコ
ンドリアゲノムの改変 (狙った一塩基を別の種類の塩基に書き換えること、標的一塩基置換)を試みた。
結果を簡潔にまとめると、一細胞に数百個から数千個ある葉緑体ゲノムや、数十個から百個ほどあるミトコンドリアゲノムの全てで、狙った一塩基のみを書き換えることに成功した。また、導入した塩基置換は次世代の個体に遺伝し、その中にはゲノム中に外来遺伝子を持たず、かつ標的塩基が置換された個体 (日本では遺伝子組換え生物と見なされず、実用上の利点がある) が含まれた。さらに、ミトコンドリアゲノムの標的一塩基置換では、標的配列を切断する手法とは異なりゲノム構造の変化は検出されず、精緻なミトコンドリアゲノム改変が達成された
ことが示された[参考文献 1-3]。

本手法は、葉緑体形質転換法と比べて広範な植物種の葉緑体ゲノムを改変できることが期待される。また、本手法は、多様なアミノ酸置換、未成熟終止コドンの導入、遺伝子発現
調節領域の改変が可能であるため、葉緑体ゲノムやミトコンドリアゲノムの基礎研究の高速化に寄与し得る。また、本手法は現在のところ情報の乏しい、作物の性質や見た目に影響する
塩基多型を同定するための貴重な手段になる可能性があり、ひいては葉緑体ゲノムやミトコン
ドリアゲノムを利用した作物品種改良を実現するための基盤技術になることが期待される。
参考文献[1] I. Nakazato et al., Nature Plants, 7, 906-913 (2021).
[2] I. Nakazato et al., PNAS, 119 (20), e2121177119 (2022).
[3] I. Nakazato et al., Plant Journal, 115 (4), 1151-1162 (2023)

O- 05豆腐の凝固関連因子の同定および硬さに及ぼす影響
大学院農学生命科学研究科 応用生命化学専攻 食品生物構造学研究室
清水幹斗, 山本悠生, 岡本研, 伊藤英晃, 奥田傑, 永田宏次

豆腐は主にアジアで食されてきた食品であるが、人々の健康志向の高まりから、近年は欧米でも消費量が増加している[1] [2]。豆腐の物性として、原料である大豆の品種や豆乳の加熱条件により「硬さ」が容易に変化するという特徴がある。特に、製造ラインの緊急停止による豆乳の予期せぬ長時間加熱により柔らかい豆腐ができることが知られており、このことは品質の安定性に直結する問題であるため、原因の追究と対策が必要である。
そこで本研究では、豆乳の加熱が豆腐の硬さに及ぼす影響およびその原因を明らかにすることを主な目的とし、タンパク質の分子間相互作用や熱変性・凝集状態等の分析を行った。さらに、脂質およびセル
ロースにも着目し、これらの含有量や大きさが豆腐の硬さに及ぼす影響について分析した。
豆腐の破断強度を測定し、「硬さ」として評価した結果、製造現場と同様に豆乳の加熱時間が長くなる
につれて豆腐は柔らかくなる傾向が見られた。豆腐破断強度の変化に対して、加熱によるタンパク質の状態変化に関する分析を行ったところ、豆乳の加熱によってタンパク質のスルフヒドリル基含量および疎水性露出面積が減少し、平均粒子径は増大する傾向が見られた。また走査型電子顕微鏡（ ScanningElectron Microscope : SEM）を用いた観察では豆乳加熱時間の延長に伴って豆腐構造の均一性の低下が見られた。このことから、豆乳の加熱によって共有・非共有結合を介したタンパク質間相互作用が増大し、これに起因して粒子径が増大したことが豆腐構造の不均一化に繋がり、硬さを低下させたと考えられる。
豆乳への大豆油添加実験において添加量が多いほど豆腐は柔らかくなる傾向が見られた。一方、大豆油
添加後に乳化工程を加え、タンパク質や脂肪球などの構成粒子の粒子径を小さくすることで、硬い豆腐が得られた。これらの結果から、タンパク質と脂肪球からなるコロイド粒子径も硬さに影響を与えることが示された。また、SEM 観察では豆腐構造中にセルロースと考えられる繊維状構造が確認できた。そこでセルロースの豆腐の硬さへの寄与を検証するため、食品添加物のセルラーゼを豆乳に添加したとこ
ろ豆腐は柔らかくなる傾向が見られた。ただし、セルラーゼ処理により豆乳中タンパク質の分解も検出され、食品添加物セルラーゼに混在しているプロテアーゼの影響を排除できなかった。セルロースと豆腐の硬さとの関係を示すためには、精製セルラーゼを用いた追加検証が必要である。
本研究では、実際に豆腐製造現場で起きている課題を様々な物理化学的手法で分析し、豆腐の硬さに影響するいくつかのパラメータを特定した。タンパク質以外にも、脂肪球の大きさやセルロース含有量
も豆腐の硬さに影響しうることが示唆された。本研究の知見を活かして、製造ラインの緊急停止によって豆乳が長時間加熱された場合でも、高速攪拌処理などの粒子径を小さくする操作を行うことで豆腐の硬さの均質化を図れると期待される。
[1] Wang Y et al., 3 Biotech 10 2020
[2] Woo-kyoung Shin et al., Food Chem. 95 2015

O- 06

ワイルらせん磁性体 GdAlSi における異方的磁気輸送現象
東大工 A, KITB, 理研 CEMSC, 東大物性研 D, 高エネ機構物構研 E,
理研 SPring-8F, 東大新領域 G, 東京カレッジ H
中野遼太 A, 山田林介 A, Maurice CollingB 厳 正輝 C,
Sebastian EsserA 吉川明子 C, 田口康二郎 C, 徳永 将史 C,D,
佐賀山 基 E, 大隅 寛幸 F, 田中良和 F, 有馬孝尚 C,G,十倉好紀 A,C,H, Jan MasellB,C, Max HirschbergerA,CAnisotropic electronic properties on helical Weyl magnet GdAlSi
A
Dept. of Appl. Phys., Univ. of Tokyo, BInst. of Theoretical Solid State
Phys., Karlsruhe Inst. of Tech., Germany, CRIKEN CEMS, DISSP, Univ.
of Tokyo, EInst. of Material Structure Science, High Energy Accelerator
Research Organization, FRIKEN SPring-8 Center, GResearch Center for
Advanced Science and Technology, Univ. of Tokyo, HTokyo College, Univ.
of TokyoA
Ryota Nakano , Rinsuke YamadaA, Maurice CollingB, Masaki GenC,
Sebastian EsserA, Akiko KikkawaC, Yasujiro TaguchiC,
Masashi TokunagaC,D, Hajime SagayamaE, Hiroyuki OhsumiF,
Yoshikazu TanakaF, Takahisa ArimaC,G, Yoshinori TokuraA,C,H,
Jan MasellC,D, and Max HirschbergerA,C
ワイル半金属では、フェルミ準位近傍のギャップレスな線形分散によって、内因性異常ホール効果、カイラル異常による負の磁気抵抗などの新規輸送現象が観測されてきた[1]。一方で、ワイル点とともに非共線や非共面磁気構造を含む多彩な磁性を持つ物質に注目が集まっている。候補物質である RAlSi/
RAlGe(R =希土類元素)は、空間反転の破れた結晶構造によって、ロバストなワ
イル点を持ちながら希土類の入れ替えによって様々な磁性が発現することが知られている[2-4]。
本研究では、単結晶 GdAlSi において 32K の転移温度以下でらせん磁気構造の秩序を確認
し、相に対応する異方的な磁気輸送現象を観測した。当日は、共鳴 X 線散乱により決定されたらせん磁気構造と観測された異方的磁気輸送現象の関係性について議論する。
N. P. Armitage et al., Rev. Mod. Phys. 90, 015001 (2018) [2] G. Chang et al.,

図 1. (a) GdAlSi の結晶構造 (b, c) GdAlSi

Phys. Rev. B 97, 041104(R) (2018) [3] J. Gaudet et al., Nat. Mater. 20, 1656の縦抵抗率および磁化率の温度依存性(2021) [4] X. Yao et al., Phys. Rev. X 13, 011035 (2023)

O- 07
Scaling of the anomalous Hall effect of MBE-grown Cr2Te3 thin films
The University of Tokyo 1, National Institute for Materials Science2,○

Yujun Wang1, Masashi Kawaguchi1, Shunzhen Wang1, Jun Uzuhashi2, Tadakatsu Ohkubo2,
Masamitsu Hayashi1
E-mail: yujun.wang@phys.s.u-tokyo.ac.jp

We performed a systematic study on the magneto-transport properties of Cr2Te3 thin films. Cr2Te3 is avan der Waals type layered structure with unique ferromagnetic characteristics [1-3]. Studies have shownthat the Curie temperature of Cr2Te3 can reach room temperature with the increase of film thickness [1]. We
have grown Cr2Te3 thin films using molecular beam epitaxy (MBE). The film structure is characterized by
RHEED, scanning transmission electron microscope (STEM) and X-ray diffraction (XRD). The RHEED
patterns show sharp streaks during the growth, indicating the smooth surface of the films. A 2:3 ratio of Cr
and Te is confirmed from STEM measurement. Typical Bragg diffraction peaks associated with the
hexagonal (0001) planes are observed in XRD spectrum. The position and amplitude of the peaks are ingood agreement with tabulated data in the database, suggesting successful preparation of high quality
Cr2Te3 films.
The magneto-transport properties of the films were studied using micro-fabricated Hall bars. The
anomalous Hall resistance RAH is measured against the out of plane magnetic field. A square hysteresis loop
is observed at low temperature, indicating the existence of the ferromagnetic phase. The Curie temperatureof the films is ~175 K. RAH is found to vary with the measurement temperature. Interestingly, the sign of
RAH changes as the temperature is increased. To identify the origin of the sign change, we studied theresistivity ρxx dependence of RAH. From these results, we discuss possible contributions to the anomalous
Hall resistance which causes its sign change. Details of the analysis will be discussed in the presentation.

References: [1] Li et al. ACS Appl. Nano Mater, 2, 6809 (2019). [2] Lee et al. ACS Appl. Nano Mater, 4,4810 (2021) [3] Zhong et al. Nano Res., 15, 1254 (2022)

O- 08
Cryogenic technology on Cosmic Microwave Background Experiments
Sensitivity of the Cosmic Microwave Background (CMB) experiments has rapidly improved in
the last two decades. Cryogenic technology plays an essential role. The state-of-the-art
experiment, the Simons Observatory (SO), employs dilution refrigerators to operate 60,000
superconducting detectors in total at 100 mK. The dilution refrigerator is operated in acryostat that has a large window and the cryostat is driven to scan the sky on the Atacama
desert. I will explain the cryogenic techniques in the SO.

O- 09LnRuO3(Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd)単結晶薄膜における磁気輸送特性Magnetotransport properties of LnRuO3 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd)
single crystalline thin films
東京大学工学系研究科・物理工学専攻・川﨑研究室
張 灵飛、先崎 俊亮、藤田 貴啓、川﨑 雅司【背景】ペロブスカイト型酸化物 ARuO3 は、典型的な導電性酸化物として長年注目を集め、とりわけ Ru
が 4 価となる AeRu4+O3（Ae：アルカリ土類金属）は多彩な物性を示す強磁性体 SrRuO3 を中心に盛んに研究されてきた [1]。一方、Ru が 3 価となる LnRu3+O3（Ln：希土類金属）は、Ru3+の不安定性から試料作製が困難 [2,3]であり、磁気輸送特性の研究が進んでいない。LnRu3+O3 では、Ln の局在 4f 電子と Ru の遍歴
4d 電子の相互作用により、従来の AeRu4+O3 では見られない新奇な磁気輸送特性の発現が期待できる。加えて、Ln3+イオンは電子数の変化に伴いイオン半径や磁気的性質が大きく変化するため、磁気輸送特性に影響すると考えられる。本研究では、LnRuO3 系材料の磁気輸送特性を解明すべく、当研究室で開発したパルスレーザー堆積法と固相反応エピタキシーを併用した成膜手法 [4]を利用して、LnRuO3（Ln = La, Pr,
Nd, Sm, Eu, Gd）の単結晶薄膜を作製し、磁気輸送特性の Ln サイト依存性を評価した。
【結果】縦抵抗率の温度依存性では、Ln3+イオン半径が小さ
い LnRuO3 ほど（La > Pr >Nd > Sm > Eu > Gd）、より絶縁体的な挙動を示した（図１）。低温で絶縁化した Ln = Gd 以外の試料について、2 K で磁気輸送測定を行った結果、Ln = Pr,
Nd, Sm において異常ホール効果（AHE）、Ln = Nd, Sm において負の磁気抵抗効果を観測した。特に NdRuO3 について
は、0.5 K において AHE にトポロジカルホール効果（THE）と見られる異常が観測され、Ln3+の磁気的性質の違いが磁気輸送特性に寄与することを強く示唆した [4]。さらに、

図１. LnRuO3 の抵抗率 ρxx の温度依存性。

NdRuO3 で観測されたホール効果の起源を明らかにすべく、
Nd1-xPrxRuO3 および Nd1-ySmyRuO3 固溶体薄膜を作製した。
その磁気輸送特性から、Pr3+ と Sm3+ いずれを置換してもAHE のホール角（θAHE）が減少し、同時に THE も消失することが分かった（図２）。このことから、Nd3+モーメントの低温における秩序化が本系における THE の発現に重要であると示唆された。
[1] G. Koster et al., Rev. Mod. Phys. 84, 253 (2012),[2] A. Sinclair et al., Angew. Chem. Int. Ed. 53, 8343 (2014),[3] B. K. Patel et al., J. Crys. Gro. 602, 126979 (2023),[4] L.-F. Zhang et al., arXiv:2305.09201 (2023).

図２. 異常ホール角 θAHE の Pr ドープ量
x、Sm ドープ量 y に対する依存性。色のある部分は THE を観測した領域を示す。

O- 10原子層表面超構造(Tl,Sn)/Si(111)における赤外円偏光誘起ヘリシティ依存光電流
Helicity-dependent photocurrent induced by circularly polarized
infrared light at atomic layer superstructure (Tl,Sn)/Si(111)
東大理
谷内息吹、秋山了太、保原麗、長谷川修司

円偏光はスピン角運動量を持つため、物質に照射することでスピンを注入することができ、また外部
磁場や電場を必要とせず、室温でもスピン注入・検出ができる実績があることから、高い注目を集めている。特に、重い元素による強いスピン軌道相互作用を持つ物質表面ではスピン縮退が解けてスピン－
運動量ロッキングが生じるため、円偏光によるスピン選択励起が波数空間での電子の非対称励起を生み
非相反光電流が生じ、また円偏光照射によるスピン流生成を逆スピンホール効果で電気的に観測することもできるため、トポロジカル絶縁体やラシュバ界面等の研究に利用されている[1-5]。
今回我々は、厚みが 1 原子層の(Tl,Pb)/Si(111)-√3×√3 表面超構造[5]に続き[5]、厚み 2 原子層の(Tl,Sn)/Si(111)-√3×√3 表面超構造に対して赤外円偏光レーザー（λ=1550nm）を照射し、ヘリシティ依存光電流（HDP）の観測に成功した。本系
は原子層物質でありながら巨大ラシ
ュバ効果によりスピン分裂した表面
バンドを持つ[6]。我々はこれを MBEによって作製し、その後図 1(a)のよ

図 1：(a) 測定概略図。(b)(Tl,Sn)/Si(111)-√3×√3 におけるヘリシ
ティ依存光電流の各レーザー入射角θにおける位置依存性。

うに超高真空中 in situ で光学電気測定を行った。HDP は試料端領域に円偏光を照射すると増大し、左右端では電流方向が逆転した。そして円偏光を斜め入射して注入スピンの面内成分を大きくするとその大きさが増大する振る舞いが見られた（図 1(b)）
。これは今までに報告の無い現象であり、解析の結果、
我々はスピン軌道相互作用の有効磁場によるスピンの歳差運動と、試料両端領域での逆スピンホール効
果の重畳現象として説明することに成功した。講演では実験データと背景となるモデルなどの詳細を紹介する。
[1] D. Fan et al., Phys. Rev. Res. 2, 023055 (2020). [2] K. N. Okada et al., Phys. Rev. B 93, 081403(R) (2016). [3]W. Wu et al., Opt. Express 30, 15085-15095 (2022) [4] S. D. Ganichev and W. Prettl, J. Phys. Cond. Mat. 15, R935
(2003). [5] I. Taniuchi et al., arXiv: 2308.02485 (2023). [6] D. V. Gruznev et al., Phys. Rev. B 91, 035421 (2015).

O- 11
バンド交差とスピン軌道相互作用により誘起される
高効率スピン流-電流変換
Highly efficient spin-charge conversion
induced by band crossing and spin-orbit interaction
1

東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻、2 東京大学大学院工学系研究科スピントロニクス学術連携研究教育センター、3 東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構
金田真悟 1、田中雅明 1,2,3、大矢忍 1,2,3

近年の情報技術革新により、情報技術で扱うべきデータ量は指数関数的に増加しており、それに伴うメモリの消費電力も著しく増大している。スピン軌道トルク磁気ランダムアクセスメモリは、次世代の低
消費電力不揮発性メモリとして期待されているもののひとつである。現在、本デバイスにおいては、磁化反転の高効率化が大きな課題となっている。特に、スピン流と電流の変換、いわゆる「スピン流-電流変換」の高効率化は極めて重要な課題である。スピン流-電流変換の効率が高いほど、低い消費電力で駆動可能な不揮発性メモリが実現できる。そのため、高い変換効率をもつ材料の実現が強く望まれている。
スピン流-電流変換としては、バルク内で生じる逆スピンホール効果(ISHE)および、物質の界面で生じる逆エデルシュタイン効果(IEE)の二種類が知られている。ISHE においては、特に、スピン軌道相互作用(SOI)が強くかつバンド交差が存在する物質が有望である。バンド交差点では、スピンベリー曲率が大きくなり、高効率の ISHE が実現できる。一方、IEE においては、大きな Rashba SOI が存在する界面が求められる。Rashba SOI に比例してバンドのスピン分裂も大きくなるため、より高効率のスピン流-電流変換が可能となる。このように ISHE と IEE の高効率化に向けた必要条件は基本的には異なるが、近年 IEE に
おいてもバンド交差が重要であることが分かってきた。バンド交差点において、バンドが混成すること
で大きなバンド分裂を誘起することができる。以上のことから、高効率のスピン流-電流変換には ISHE とIEE ともに(Rashba) SOI とバンド交差が重要であると言える。このような条件を満たす材料として、我々はペロブスカイト酸化物 SrRuO3 と LaTiO3+δ/SrTiO3 (LTO/STO)界面に着目しスピン流-電流変換を調べた。
SrRuO3 はフェルミレベル EF 近傍にバンド交差を有する物質である[1]。一方で、Ru の化学量論比の制
御はバンド交差を得るためには非常に重要である。今回我々は、第一原理計算により Ru が欠損した
SrRu0.7O3 ではバンド交差が消失することを明らかにした。次に、SrRuO3 と SrRu0.7O3 の ISHE を調べることで、バンド交差が ISHE に及ぼす影響を調べた。我々は分子線エピタキシー(MBE)を用いて、(La,Sr)MnO3(LSMO)/SrRu1-xO3 (x = 0, 0.3)/STO ヘテロ構造を作製し、スピンポンピングを用いて SrRu1-xO3 にスピン流を注入し、ISHE の変換効率 θISHE を求めた。室温で、SrRuO3 においては θISHE=0.039、SrRu0.7O3 においては θISHE=0.0052 という値が得られ、バンド交差を有する SrRuO3 の方が、高効率のスピ
ン流-電流変換が可能であることを明らかにした[2]。
続いて、LTO/STO 界面において IEE を調べた。LTO/STO 界面の二次元電子ガスは、Ti の d 軌道の異方性と量子化により、dxy
軌道が dyz/dzx 軌道と交差し、混成により Rashba 分裂が大きくなるため、高効率の IEE が期待できる(図 1)。今回、我々は MBEを用いて、LSMO/LTO/STO ヘテロ構造を作製し、スピンポンピ
ングを用いて LTO/STO 界面にスピン流を注入し、IEE の変換効率 λIEE を求めた。その結果、15 K で λIEE~190 nm という全材料で最大の変換効率を実証することに成功した[3]。
本成果は、起源が異なる ISHE と IEE の両方において、それらの高効率化には(Rashba) SOI とバンド交差が重要であることを 図 1 LTO/STO 界面の Rashba 分裂[3]示しており、高効率スピン流-電流変換材料の新たな設計指針となることが期待される。
本研究の一部は、科学研究費、科学技術振興機構(JST) CREST、JST ERATO、スピントロニクス学術研
究基盤と連携ネットワーク拠点（Spin-RNJ）の支援を受けた。
[1] S. Kaneta-Takada et al., npj Quantum Mater. 7, 102 (2022). [2] S. Kaneta-Takada et al., in preparation.
[3] S. Kaneta-Takada et al., Nat.Commun. 13, 5631 (2022).

P1- 01

前駆体を用いて準備した
高純度(Ba,Na)Fe2As2 丸型線材の作製と評価
Fabrication and evaluation of high-purity (Ba,Na)Fe2As2 round wires
prepared by using precursors
工学系研究科 物理工学専攻 為ヶ井研究室 A、東北大金研 B
坂上良介 A、滝之入敬汰 A、伊藤嵩真 A、為ヶ井強 A、淡路智 B

122 型鉄系超伝導体は、既存の金属系超伝導体 Nb-Ti や Nb3Sn より超伝導転移温度 (Tc) や上部臨界磁場(Hc2) が高く、銅酸化物超伝導体より異方性が小さいため、高磁場を発生させる超伝導コイル用の線材材料として応用が期待される。しかし、鉄系超伝導体丸型線材の 4.2 K、100 kOe での輸送臨界電流密度(Transport Jc) のこれまでに得られた最高値は、熱処理温度を 850C とした直接反応法により作製された
122 型鉄系超伝導体(Ba,Na)Fe2As2 をコア材料として得られた 71 kA/cm2 [1] で、実用レベルとされる
100 kA/cm2 には達しておらず、輸送特性の向上が求められている。
本研究では、長尺線材の作製を念頭に大量生産に有利な前駆体を用いて作製した(Ba,Na)Fe2As2 をコア材料とし、Ag を内側シース材、Cu を外側
5シース材とする丸型線材を ex situ powder-4

in-tube 法により作製した。Ba、Na、Fe の砒

3

化物の混合物を出発材料 (前駆体) とする

2(Ba,Na)Fe2As2/Ag/Cu HIP round wires
Transport Jc
Magnetic Jc
D(850ºC) [1]P(850ºC) (This work)
P(820ºC) [2,3]固相反応 [2,3] で、(Ba,Na)Fe2As2 多結晶を作製した。ただし、熱処理温度は従来 [2,3]より 30C 高い 850C とした。伸線はロー
タリースウェージャーにより行った。得られた線材の両端をアーク溶融によって封止した後、700C で 4 h、175 MPa の Hot
Isostatic Pressing (HIP) 処理を行った。本研

10

5
7
6
5
4
3

T = 4.2 K

2

0

50

100

150

H (kOe)究で作製した線材の 4.2 K、100 kOe における Transport Jc の最高値は 41 kA/cm2 であっ

図 1：(Ba,Na)Fe2As2/Ag/Cu HIP 丸型線材の 4.2 K における

たが、この値は、前駆体法による従来の記輸送臨界電流密度 (Transport Jc) および磁気臨界電流密録 [2,3] を~20%上回ったものの、直接反応

度 (Magnetic Jc) の外部磁場 (H) 依存性。比較のため、熱法による記 録 [1] の~57% にとどまった

処理温度 850C の直接反応法による結果 [1] および熱処(図 1)。

理温度 820C の前駆体法による結果 [2,3] を付け加えた。

[1] S. Pyon et al., Physica C 615, 1354354 (2023).
[2] D. Miyawaki et al., J. Phys. Conf. Ser. 1590, 012027 (2020).
[3] T. Tamegai et al., Supercond. Sci. Technol. 33, 104001 (2020).

P1- 02

がん幹細胞から放出される HSP90α とがん細胞表面の LOX-1 との相互作用解析
所属

農学生命科学研究科・応用生命化学専攻・食品生物構造学研究室

氏名

鶴山 和人、韋 思博、奥田 傑、陸 鵬、伊藤 英晃、永田 宏次【背景と目的】
がん治療において、がんの再発・転移が起こるため根治が難しいという問題がある。 この原因として
近年、腫瘍組織中に存在するがん幹細胞が、自己複製能を持つとともに、 元の腫瘍組織と同様の腫瘍形成能を持つがん幹細胞仮説が提唱されている。さらに、がん幹細胞は抗がん剤や放射線への抵抗性を有するため、再発・転移の原因と考えられている 1。一方、非がん幹細胞とがん幹細胞には可塑性が存在し、両者はどちらにもなれるという Dynamic Stemness モデルが、近年特に注目されている。本研究では非がん細胞のがん幹細胞化への関与が予測されている HSP90α (90-kDa of Heat Shock Protein) とLOX-1 (Lectin-like oxidized LDL receptor-1) の 2 つのタンパク質に着目した。先行研究から、がん幹細胞
由来の HSP90α と非がん幹細胞上の LOX-1 が結合することで、非がん幹細胞ががん幹細胞化することが示唆されているが、HSP90α と LOX-1 が直接結合するかどうかまだ示されておらず、結合様式も不明である。 本研究では、HSP90α と LOX-1 の精製タンパク質を調製し、試験管内で定性的相互作用解析を進め、非がん幹細胞ががん幹細胞化する分子メカニズムを明らかにすることを目的とした。
【研究内容】
精製後の LOX-1 と HSP90α のタンパク質溶液の透析をそれぞれ行った後に、CNBr-activated Sepharose 4Bを使って、LOX-1 の N 末端と結合させて固定化した。固定化した LOX-1 と精製した HSP90α を用いてプルダウンアッセイを行った。LOX-1 と HSP90α が結合することが SDS-PAGE により確認された。
次に、LOX-1 が HSP90α のどのドメインに結合するかを明らかにするために、pCold I-HSP90α (N-, M-,
及び C-domain)の各プラスミド と宿主大腸菌 BL21(DE3)を用いて HSP90α の各ドメインを発現した。菌
体破砕後の上清を用いて Ni- NTA 精製を行い、溶出画分における HSP90αN-, M-, C-, ドメインの存在をSDS-PAGE により確認した。得られた溶出画分を透析した後に、CNBr-activated Sepharose 4B を用いてプルダウンアッセイを行った。LOX-1 との結合を確認した。LOX-1 と HSP90α の M ドメインが結合することが SDS-PAGE により確認された。
【総括】
本研究にて LOX-1 と HSP90α が結合することを示し、さらにこの結合に関与する HSP90α のドメインがM ドメインであることを特定することができた。今後、定量的相互作用解析、複合体の立 体構造解
析、相互作用の阻害剤探索が進むことにより、この分子間相互作用を人為的に制御し、非がん幹細胞のがん幹細胞化を抑制することが可能になり、がんの再発や転移を防ぐ治療法の開発に貢献できると期待される。
[1] Lee et al., (2017). Induction of metastasis, cancer stem cell phenotype, and oncogenic metabolism in cancer
cells by ionizing radiation. Molecular Cancer, 16(1).

P1- 03

Fe/MgO/Geにおける抵抗スイッチ効果のスピントロニクス機能
Spintronics function of the resistive switching in Fe/MgO/Ge○

Masaya Kaneda,1 Shun Tsuruoka,1 Hiroshi Katayama-Yoshida,2 Tatsuro Endo,1
Yuriko Tadano,1 Masaaki Tanaka1,2, and Shinobu Ohya1,21Department of Electrical Engineering and Information Systems, The University of Tokyo
2
Center for Spintronics Research Network (CSRN), The University of Tokyo
Resistance switching (RS) has been actively investigated for its potential
applications in next-generation nonvolatile memory and neuromorphic
computing [1,2]. In most RS devices, the formation/destruction of conductive
filaments by an electric field causes switching between high- and lowresistance states; the next requirement essential for the further development of
RS devices is multifunctionality. In this regard, the magnetic field dependenceof RS has been studied in metal/insulating oxide/metal devices [3-5], but thecurrent state is far from the level where the multifunctional potential of RS canbe fully exploited. Previously, our group observed that the RS effect exhibits a
giant magnetoresistive effect, colossal magnetoresistive switching (CMRS), in Fig. 1 Schematic device structure.
two-terminal devices consisting of Fe/MgO/Ge heterostructures[6]. Here, we investigate the fundamental device properties, suchas the magnetic-field-direction dependence and durability, toexplore CMRS.
The device is composed of Co (5 nm) / Fe (17 nm) / MgO (1nm) / Ge:B (17 nm, B concentration: 1×1018 cm-3) grown on a Ge(001) substrate by molecular beam epitaxy. A 20-nm trench
structure was formed by electron beam lithography and Ar ion
milling (Fig. 1). In our device, the current (I) – voltage (V) curve
has a hysteresis loop, which confirms the occurrence of the RS
effect. This I-V hysteresis is moved by magnetic-field (H)application (Fig. 2). Even after 5×104 times switching, no change
was observed in the I–V curve, confirming its high durability (Fig.
2). The magnetoresistance (MR) induced by RS shows a very large
MR ratio >104 % when the magnetic field is applied in the film
plane and perpendicular to the film plane (Fig. 3).
This work was partly supported by Grants-in-Aid Scientific Fig. 2 Endurance of the I–V hysteresis observed in
Research, the CREST of JST, and the Spintronics Research the device at 3 K.
Network of Japan.
References: [1] T. Shi et al., Small Struct. 2, 2000109 (2021). [2] J. Zhu et al., Appl. Phys. Rev. 7, 011312 (2020).
[3] D. Sahu et al., Sci. Rep. 7, 17224 (2017). [4] A. Kalitsov et al., AIP Adv. 1, 42158 (2011). [5] S. Das et al., Phys.
Chem. C 114, 6671 (2010). [6] S. Tsuruoka, MK et al., JSAP 23p-B201-4; in preparation.
(a)

(b)

Figure 3 Magnetoresistance under a magnetic field applied along (a) the in-plane [100] directionand (b) perpendicular to the film plane ([001] direction).

P1- 04

Photo-induced phase transition to metamagnet
in a cyanido-bridged CoW assembly
Ohkoshi Laboratory, Department of Chemistry, Graduate School of Science
Kazuki Nakamura, Shota Kobayashi, Koji Nakabayashi, Shin-ichi Ohkoshi
Transition materials in solid state have been studied from various perspectives such as conductivity, refrigerant,
and magnetism [1,2]. Cyanido-bridged assemblies are a useful system to construct switching materials including
functionalities because their properties are owned by not only the selectivity of metal ions but also organic ligands,
coordination geometry, and space group. However, these kinds of materials usually have two phases by a phasetransition based on electronic state changes such as spin crossover and charge transfer. To create a novel multitransition material, we focus on the combination of two originations for magnetic transition between electronic statechange from paramagnetism to ferromagnetism and crystal structures from antiferromagnetism to ferromagnetism.
Cyanido-bridged CoW assemblies are good candidates for such materials because some of them have a twodimensional layer by cyanido-bridging which is suitable to construct an antiferromagnetic phase and show thethermal phase transition with the hysteresis loop, and the photomagnetism based on the charge-transfer-induced spintransition (CTIST) between the CoII-WV (High temperature (HT)) phase and the CoIII-WIV (low temperature (LT))
phase[3,4]. Herein, we report a multi-transition material based on a cyanido-bridged CoW assembly,[{CoII(isoquinoline)4}3{WV(CN)8}2]‧2EtOH (1), which exhibits the metamagnetic behavior in only the photoinduced (PI) phase at low temperature and discuss magnetic properties of the photomagnetism and the metamagnetim.
The purple crystal of 1 was prepared by the slow diffusion method. Single X-ray diffraction measurement
revealed that the crystal structure of 1 is monoclinic with P21/c and has a two-dimensional layer which is displaced
from each other and stacked along the [101] direction. 1 showed the thermal phase transition at around 150 K derived
from CTIST. Irradiating to the LT phase by the near-infrared light at 3 K under 500 Oe, 1 generated the PI phase byincreasing the magnetization below 12 K with the coercive field of 550
Oe at 2K. On the other hand, when measured under less than 100 Oe,
the magnetization was decreased with the critical temperature at 9.5 K,
suggesting the metamagnet. To investigate the metamagnetic
phenomenon in the PI phase, we measured the M-H curves in the rangeof 2-8 K and field-cooling magnetization curves under various fields.
The spin-flips were observed by each measurement. As a result, we can Fig. 1 Schematic illustration of H-T
produce the H-T diagram in the PI phase (Figure 2).
phase diagram in 1.
[1]
[2]
[3]
[4]

S. Ohkoshi, et al., Nature Chem., 12, 338 (2020).
S. Ohkoshi, et al., Nature Comm., 14, 8466 (2023).
Y. Arimoto, S. Ohkoshi, et al., J. Am. Chem. Soc., 125,9240 (2003).
K. Nakamura, K.Nakabayashi, S. Ohkoshi, et al., Inorg. Chem. Front., 10, 850 (2023).

P1- 05

銅酸化物高温超伝導体 La1.85Sr0.15CuO4 におけるコヒーレントフォノン分光
Coherent phonon spectroscopy of a high Tc cuprate superconductor
La1.85Sr0.15CuO4
理学系研究科 物理学専攻 島野研究室 A, 東大低温科学研究センターB
冨安泰成 A, 西田森彦 A, 吉川尚孝 A, 島野亮 A,B
銅酸化物高温超伝導体の特徴の一つは超伝導相の他に擬ギャップ相や電荷密度波相を始めとする多様な相が存在することにある。それらの相と超伝導との関係を明らかにすることは、高温超伝導の発現機構を解明するうえで重要な手掛かりを与えると考えられている。本研究ではこれら多重秩序と超伝導との競合・共存の様子や隠れた秩序を調べるために、銅酸化物高温超伝導体の一つである La0.85Sr0.15CuO4 バ
ルク単結晶試料を対象とし、近赤外励起の超高速ポンププローブ分光測定を行った。ポンプ光にはパル
ス幅 45 fs 波長 800 nm（光子エネルギー1.55 eV）の光を用い、プローブ光には 500 nm の光を用い、その反射率変化のダイナミクスを調べた。その温度依存性の結果の例を図 1 に示す。観測された過渡反射ダ
イナミクスには超伝導転移温度（35 K）以上から発達する振動成分が観測され、そのフーリエ解析から、
図 2 で示すように 4.7 THz と 2.0 THz の周波数ピークを持つ振動成分があることが分かった。4.7 THz の振動ピークはラマン散乱の実験[1]で観測されているフォノンの周波数と一致していることからコヒーレ
ントフォノンであると推察される。一方、2 THz の振動成分は電荷密度波の振幅揺らぎを反映している可能性が示唆されるが詳細はまだ不明である。図 1 に示すように過渡反射率変化のダイナミクスにはこれ
ら振動成分に加えて、有限寿命を持つ複数の非振動成分も観測された。講演ではこれらの過渡反射信号の起源について考察する。

図 1. 光励起後の様々な温度での過渡反射率変化

図 2. 図 1 に示す反射率変化の振動成分ののダイナミクス。

様々な温度でのフーリエスペクトル。

[1] S Sugai et al., J. Phys.: Condens. Matter 25 475701 (2013).

P1- 06

絶縁体スキルミオン物質 GaV4Se8 におけるトポロジカル
磁気光学効果の観測
Topological magneto-optical effect in skyrmion-hosting
magnetic insulator, GaV4Se8
工学系研究科・物理工学専攻・高橋研究室
清水蓮也、岡村嘉大、金澤直也、十倉好紀、高橋陽太郎

磁気スキルミオンはナノサイズの渦状磁気構造体であり、そのトポロジカルな安定性や低電流駆動の面から磁気メモリへの応用が期待されている。磁気スキルミオンの多くは空間反転対称性の破れた磁性体中で発現し、強磁性相互作用とジャロシンスキー・守谷相互作用の競合の結果、磁場下で非共面的なス
キルミオン磁気構造が現れる。スカラースピンカイラリティが有限となるこの非共面スピン構造は、伝導電子に巨大な創発磁場を与え、トポロジカルホール効果などの輸送現象が観測されている。また、近年
では創発磁場が光学応答にまで影響を与えることが分かってきた[1]。しかしながら、スキルミオンの創
発磁場由来の現象は伝導電子と局在スピンの強結合が起こる金属系で観測されており、伝導電子のいな
い絶縁体における観測例はほとんどない。今回は、創発磁場が絶縁体中でどう作用するか精査するため、絶縁体におけるスキルミオン由来の磁気光学効果(トポロジカル磁気光学効果)の探索を行った。
本研究で扱う極性磁性絶縁体 GaV4Se8 の結晶構造は、(V4Se4)5+と(GaSe4)5-のクラスターから成り、磁性を担う V イオンのスピンが各クラスターに局在したモット絶縁体である。磁気転移温度 18 K 以下で磁気秩序が生じ、[111]方向の磁場印加に従ってサイクロイド相、スキルミオン相、強磁性相へと転移する[2]。
バンドギャップ以上のエネルギー帯(0.3 – 1 eV)で、磁場を[111]方向にかけて磁気光学カー効果測定を行った。9.2 K において、0.36 eV、0.43 eV、0.86 eV
エネルギー条件下で得られたカー楕円率𝜂𝐾 の磁場依存性を図１に示す。0.36 eV、0.86 eV での楕
円率は、従来通り磁化曲線に概ね比例している。
一方、0.43 eV において観測された楕円率のみス
キルミオン相で大きく増大しており、このエネル
ギー帯でトポロジカル磁気光学効果の観測に成功した。当日は、確認されたトポロジカル磁気光学効果と磁気相図との対応、及び楕円率のトポロ
ジカルな成分について定量的に解析した結果を報告する。

[1] Kato, Y.D. et al., Nat Commun 14, 5416 (2023).
[2] Fujima, Y. et al., Phys. Rev. B 95, 180410 (2017).

図１．0.36 eV、0.43 eV 下でのカー楕円率の磁場依存性。右軸はサンプルの磁化曲線示す。

P1- 07
超流動ヘリウム3-B相表面におけるAndreev反射の角度依存性測定
Measurement of Angular Dependence of Andreev Reflection
at the Surface of Superfluid Helium 3-B Phase
吉田研介A,B、村川智B
A東大院理物、B低温センター

超流動ヘリウム3-B相の自由表面近傍では，対称性が破れエネルギーギャップが閉じることに対応して，励起準粒子を入射させた際にAndreev反射が生じると考えられている．このプロセスはある角度で励起準粒子ビームを輻射体より自由表面に打ち込み，反射した準正孔のエネルギーフラッ
クスを測定するという実験により確認されている[1]．他方，反射率を理論的に示した研究[2]においては入射角度の依存性についても計算がなされている．これは運動量空間におけるギャップの潰れ方に関する情報を与えるものであり，我々は超流動ヘリウム3-B相におけるこのAndreev反射の角度依存性を実験的に明らかにすることを目的としている．
Andreev反射の測定は，輻射体内部と外部の液体中に設置された温度計を用いて行う．ビームの照射口は非常に小さいピンホールであるが，Andreev反射には群速度を反転して跳ね返るという特徴があるため，Andreev反射した準粒子(準正孔)はぴったりと輻射体内部に戻ってくる．通常の反射では生じないこの余分な温度上昇を，様々な入射角度において測定することでAndreev反射率の角度依存性を測定する．
実験はビームを発生させる輻射体を超流動ヘリウムの中に沈めて行うが，本研究で作成した装置には，ヘリウム4の圧力によって伸縮するベローズと，それを回転運動に変換するギアが仕込まれている．これにより輻射体と液面の角度を調節することができ，回転角は扇形極板の静電容量を測定することにより検知する(Fig.1)．
また，実験と並行して励起準粒子のビーム強度を計算するモンテカルロシミュレーションプログ
ラムも作成した．これにより実際のビームの角度分布や，ピンホール壁で生じる散乱の回数等の影
響を明らかにすることができた(Fig2)．

Fig.1 ベローズ圧力と静電容量

Fig.2 励起準粒子ビームに関するシミュレーション[1] T. Okuda, H. Ikegami, H. Akimoto, and H. Ishimoto, Phys. Rev. Lett. 80, 2857(1998).
[2] Y. Nagato, M. Yamamoto, and K. Nagai, J. Low Temp. Phys. 110, 1135(1998).

P1- 08

フェイゾン歪を導入した Ag-In-Yb 正 20 面体準結晶の熱電物性
Thermoelectric properties of phason-strained
Ag-In-Yb icosahedral quasicrystals
東大生産研 マテリアル工学専攻 枝川研究室
張晋嘉, 黒野高志, 上村祥史, 徳本有紀, 枝川圭一

準結晶は、5 回対称など結晶に許されない回転対称性と準周期性によって特徴づけられる長距離原子配列秩序をもった固体物質である。準結晶の構造秩序には高次元性があり、それと関連して準結晶はフェイゾンとよばれる特殊な弾性自由度をもつ。フェイゾン自由度を反映して準結晶にどのような特徴的な物性が現れるかを明らかにすることは、準結晶研究において重要な課題の一つとされる。フェイゾンは準結晶に内在的な自由度であるため、外場により直接制御することができず、従来、実験的にフェイゾン歪の役割を調べる研究手段は限られていた。今まで主に準結晶に特定の量のフェイゾン歪を導入した構造をもつ近似結晶を用いて多くの研究がなされてきた。最近我々は、準結晶における特殊な弾性項 (フォノン-フェイゾン結合) の存在を実証し、外応力場により任意の大きさのフェイゾン歪を制御して導入することができることを明らかにした [1]。
本研究は、既存の元素制御、プロセス制御によるフェイゾン歪導入法に加え、フォノン-フェイゾン結合を利用した外場制御法を用いて、フェイゾン歪の量の異なる一連の試料を作製した。フェイゾン歪が熱電物性に与える影響を明らかにすることを目的として、熱電物性を測定した。実験では、Ag-In-Yb 系
正 20 面体準結晶 (i-QC) に、元素制御 (1/1 AC と 2/1 AC)、プロセス制御 (phason QC-1)、外場制御 (phason
QC-2) をそれぞれ用いて、異なる量のフェイゾン歪を導入した。導入されたフェイゾン歪の量は、小さいものから phason QC-2、phason QC-1、2/1 AC、1/1 AC の順となった。これらの試料の組成はフェイゾン歪がない iQC と非常に類似しており、特に、phason QC-1 及び phason QC-2 の組成は iQC と全く同じである。物理特性測定システム (PPMS) を使って、試料の電気抵抗率、Seebeck 係数、熱伝導率、比熱を300 K から 2 K の温度範囲で測定した。
電気抵抗率と Seebeck 係数において iQC が最も高かった。また電子比熱係数については、iQC が最も低かった。一方、フェイゾン歪の導入により、電気抵抗率や Seebeck 係数が低下し、電子比熱係数が増加した。また、電気抵抗率はフェイゾン歪の導入に伴って温度依存性が負から正へと変化しており、通常の金属のふるまいに近づいた。フェイゾン歪によって準結晶の対称性が落ちることで、準結晶のフェルミ準位付近に現れる擬ギャップが浅く広くなるはずである。電気抵抗率の低下と電子比熱係数の増加はフェルミ準位における状態密度の増加に対応し、Seebeck 係数の低下は状態密度の増加および状態密度の傾きの緩みに対応すると考えることができ、予想される擬ギャップの変化と一致した。以上の結果の詳細および他の熱電物性の測定結果について講演する。

[1] J. Zhang, Y. Kamimura, Y. Tokumoto and K. Edagawa, Phil. Mag. 102, 15 (2022).

P1- 09
Enhancement of double-exchange interaction
in a La2/3Sr1/3MnO3 membrane released from epitaxial strain
Dept. of EEIS, The Univ. of Tokyo1, JASRI2, CSRN, The Univ. of Tokyo3,
NanoQuine, The Univ. of Tokyo4
Takahito Takeda1, Takuma Arai1, Kohei Yamagami2,
Le Duc Anh1,3, Masaaki Tanaka1,3,4, Masaki Kobayashi1,3, and Shinobu Ohya1,3,4

Intensity (arb. units)hν (eV)

Intensity (arb. units)hν (eV)

Perovskite oxides have gained considerable interest due to their rich properties and potential device applications.
In particular, La1–xSrxMnO3 is a promising ferromagnet due to the Curie temperature (TC) above 300 K and half
metallicity. The ferromagnetism of La1–xSrxMnO3 derives from the double-exchange interaction between Mn3+-OMn4+. Some experimental studies show fantastic performances of La1–xSrxMnO3-based spintronic devices. However,there is potential for further improvement since the magnetization and conductivity of La1–xSrxMnO3 are notably
inhibited near interfaces with other perovskite oxides. This interface layer is called a “dead layer”. The origin ofdead layers has been associated with various interfacial effects such as strain and oxygen octahedral rotation.
Recently, epitaxial lift-off of La1–xSrxMnO3 thin films from a substrate using a water-soluble sacrificial buffer layer
has ignited substantial interest as a promising approach to solving the dead-layer problem. Recent studies havereported that the magnetization and/or TC improve [2,4] and that the dead layer is reduced [1–4] by epitaxial lift-off.
For device applications, knowledge of the mechanism of the ferromagnetism enhancement by epitaxial lift-off isessential.
We epitaxially grew a heterostructure composed of LSMO (30 unit cells ~12 nm) / Sr4Al2O7 (17 nm) on an STO(001) substrate by molecular beam epitaxy and transferred the LSMO layer onto a p-Si substrate. The LSMO
menbrane (as-grown film) exhibits the saturation magnetization of 3.2
650(a) As-grown LSMO thin film
μB/Mn (2.0 μB/Mn) at 5 K and Curie temperature of 323 K (312 K) [4].
As-grown
RPES
In this study, we have investigated the relationship between themagnetic properties and electronic structure of the as-grown LSMO
645
film and the LSMO membrane to consider the mechanism of theferromagnetism enhancement using spectroscopic methods. We
640
conducted resonant photoemission spectroscopy (RPES) to measure
Mn L3
the occupied Mn 3d electronic structures and X-ray absorption
XAS
635
spectroscopy (XAS) to study the unoccupied Mn 3d states. The shapes
10
5
0 XAS (arb. units)
EB (eV)of the XAS spectra of the as-grown film and membrane reflect the650(b) LSMO membrane
mixed valence states between Mn3+ and Mn4+ [right panels in Figs. 1(a)RPESMembraneand 1(b)]. RPES results on the as-grown film and membrane [left645panels in Figs. 1(a) and 1(b)] indicate that the strain release from the
STO substrate enhances the itineracy of the Mn 3d electrons via the pd hybridization, strengthening the double-exchange interaction and640
thus improving the ferromagnetism in LSMO.
Mn L3This work was partly supported by Grants-in-Aid for Scientific
XAS
635
10
5
0 XAS (arb. units)
Research, CREST and PRESTO of JST, and the Spintronics Research
EB (eV)
Network of Japan (Spin-RNJ).
Fig. 1: RPES (left panel) and XAS (right
References
panel) spectra at the Mn L3 absorption[1] Z. Liao and J. Zhang, Appl. Sci. 9, 144 (2019).
edge of (a) the as-grown film and (b) the
membrane. The dotted horizontal lines[2] Y. Chen et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 14, 39673 (2022).
on the XAS spectra of the right panels[3] R. Atsumi et al., Jpn. J. Appl. Phys. 62, 100902 (2023).
represent excitation photon energies hv
used for measuring the RPES spectra.
[4] T. Arai et al., Appl. Phys. Lett. 124, 062403 (2024).
Here, EB represents the binding energy.

P1- 10SQUID 型超伝導量子ビットによる周波数変調を用いた
ダークマターハロスコープ実験
Dark matter haloscope experiment using frequency modulation withSQUID-type superconducting qubits
東京大学大学院理学系研究科物理学専攻 素粒子物理国際研究センター 澤田研究室
中園寛、稲田聡明、澤田龍、陳詩遠、寺師弘二、新田龍海、渡邉香凜
ダークマター(DM)の性質解明は、素粒子物理学において、標準模型に代わる新理論および新法則の発見に繋がるとされ、盛んに研究が行われている。
中でも近年、アクシオンやダークフォトンと呼ばれる未発見粒子は meV、μeV の波状 DM(より広く m ≲ 30 eV の DM を指す[1])と呼ばれる領域で非常に有力な DM 候補であると目されている。これらの未発見粒子は電磁相互作用により光子を放出するので、ハロスコープ実験と呼ばれる空洞共振器を用いた手法によって直接探索することができる。

図 1．SQUID 型超伝導量子ビット

DM ハロスコープ実験では探索対象の DM 質量に応じて、共振器の共振周波数を変調させる必要がある。一般的なハロスコープ実験では、共振器内に配置された金属棒の操作によって物理的な境界条件を変更し、共振周波数の変調を行っている。
我々は、この周波数変調に SQUID 型超伝導量子ビット(図 1)を活用する新たな手法を研究している。ループ状に配置された二つのジョセフソン接合を持つ量子ビット(Qubit)を共振器内に配置し(図 2)、量子ビットと共振器を強く結合させる。その量子ビットによって生じるエネルギー準位のズレ(Lambshift)を利用して、共振器内の共振周波数を変調させる。

図 2．共振器内に配置した Qubit

この手法はループを貫く磁束量を変化させるだけで、共振器の共振周
波数を細かく変調可能である。(図 3) そのため、先行研究 (金属棒の駆動)の抱える、① 金属棒を配置することによる物理的・電磁気学的な悪影響を考慮する必要がある② 極低温状況下での摩擦や、モーターの駆動による熱ノイズの影響を受けるといった課題を克服できる強みを持つ。
本講演では現在研究・開発を行っている実験系で実施しているデモ実験の結果について報告する。

図 3．
バイアス電流の値を縦軸に取った共振器の共振周波数の変化[1] Wave Dark Matter, L.Hui, Annual Review of Astronomy andAstrophysics 2021 59:1, 247-289 (2021)

P1- 11

Ionic gate induced magnetism transition in a Cr1/4NbSe2 epitaxial thinfilm
工学系研究科・物理工学専攻・石坂研究室
Xiang S.W. HuangA, Shun KajiharaA, Hideki MatsuokaB, Bruno Kenichi SaikaA, Yuki
M. ItahashiA, Masato SakanoA, Yoshihiro IwasaA, B, Kyoko IshizakaA, B, and Masaki
NakanoA, B
A

Dept. of Appl. Phys., Univ. of Tokyo, BRIKEN CEMS

Various types of long-range magnetic orders are known to develop in transition-metal dichalcogenides(TMDCs) intercalated with 3d elements, abbreviated as “3dI-TMDCs”, depending on the combinations of theintercalant elements and host TMDCs. However, there has been still not so many studies reported so far regarding
the examination on the interplay among the superstructure pattern of the intercalant species, the number of carriersin the system, and the magnetism of 3dI-TMDCs. Our group has focused on growing Cr-intercalated NbSe2 epitaxial
thin films by molecular-beam epitaxy, and demonstrated that the Cr1/3NbSe2 epitaxial thin films exhibit easy-plane
ferromagnetism, even down to the monolayer limit, while the Cr1/4NbSe2 thin films do not show ferromagnetism [1].
In order to clarify the effect of carrier number tunning on the magnetism of the system, we also have investigated theimpact of the carrier number on the emergence of the long-range magnetic orders in Cr-intercalated NbSe2 throughthe series of vacuum-annealing experiments [2]. In this presentation, we will show and discuss the results of the iongating experiments on Cr1/4NbSe2 thin films, which demonstrate that the originally non-ferromagnetic Cr1/4NbSe2
could be turned to be ferromagnetic via electron doping [3].

Fig. 1. Crystal structures of Cr1/4NbSe2

Fig. 2. Schematic of ion-gating device[1] Y. Majima et al., 15pD1-3, JPS 76th Annual Meeting, The Physical Society of Japan, 2021.
[2] X. Huang et al. D39.00003, APS March Meeting 2023.
[3] X. Huang et al., 19aB200-14, JPS 78th Annual Meeting, The Physical Society of Japan, 2023.

P1- 12

低温オンチップテラヘルツ分光系の開発
Development of low-temperature on-chipterahertz spectroscopy system
低温科学研究センター研究開発部門 1、理学系研究科物理学専攻 2
関口文哉 1、吉岡大地 2、島野亮 1,2

フォノンやマグノンといった素励起や超伝導ギャップなど、物質における重要な低エネルギー応答を測定する手法としてテラヘルツ分光が現在広く用いられている。しかし、自由空間を伝搬するテラヘル
ツ波を用いて試料に集光した場合、テラヘルツの波長(1 THz ＝ 0.3 mm)スケールのスポット径となり、分光には非常に大きな面積をもつ試料が必要となる。この問題を回避する手法として、オンチップテラ
ヘルツ分光が近年注目を集めている。これは、基板上に配線した微細な導波路上を伝搬させたテラヘルツパルスを用いて分光を行う手法であり、回折限界よりはるかに微小な試料の測定が可能になるため、分光技術の改良と並行して様々な物性現象の測定に応用され始めている[1,2]。
例えば典型的な金属超伝導体はテラヘルツ周波数帯のエネルギーに超伝導ギャップをもち、Higgs モードなどの興味深い集団励起モードもテラヘルツ周波数帯に存在する [3]。また、直流電流を流すとそ
れら集団励起の電磁応答を増強できることが報告されているが[4]、大面積の試料の実験には大きな電流量が必要になり、また電流の空間不均一性も大きくなる。そこで我々は、オンチップテラヘルツ分光を超伝導体に適用するため、低温測定が可能な分光系の開発に取り組んでいる。半導体基板上に金薄膜による導波線路をパターンし、基板をフェムト秒パルスにより光励起することでテラヘルツパルスを発生させる。さらに導波路を伝搬した電圧パルスをもう一つの光パルスを用いて時間分解検出する（図 1 参照）。図 1 右側に、実際に発生・検出したテラヘルツパルス波形を示す。発表では作製したオンチップ
テラヘルツ分光系の詳細な特性評価と今後の展望を議論する。

図１．オンチップテラヘルツ分光系の概念図と、実際に発生・検出したテラヘルツパルス波形[1] P. Gallagher et al., Science 364, 158 (2019)[2] A. Potts et al., Nano Letters 23, 3835 (2023)[3] R. Shimano and N. Tsuji, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 11, 103 (2019)[4] S. Nakamura et al., Phys. Rev. Lett. 122, 257001 (2019)

P1- 13

層状遍歴磁性体 CrxTaSe2 エピタキシャル薄膜の作製と真空中熱処
理による磁性の制御
Growth of layered itinerant magnet CrxTaSe2 epitaxial thin films andcontrol of magnetism by vacuum annealing
東大工 A,理研 CEMS B,東大生研 C
小口尚志 A,遠藤幹大 A,黄驤 A,Bruno Kenichi SaikaA,松岡秀樹 B,C,石坂香子 A,B,岩佐義宏 A,B,
中野匡規 A,B
遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)という物質群は組成式 MX2(M:遷移金属, X:カルコゲン)で表されるファンデルワールス層状物質である。原子層数層程度の TMD は二次元超伝導や二次元磁性など二次元物質に特有の物性が発現する理想的なプラットフォームとして盛んに研究されている。一方で、TMDの層間は弱いファンデルワールス力により結合しており、さまざまな元素のインターカレーションが可能である。特に 3d 磁性元素がインターカレートされた TMD は、母物質の種類やインターカラントの量に応じて多様な磁性や超構造が発現することが知られている。我々はこれまで、分子線エピタキシー(MBE)法を用いて様々な TMD やそのインターカレーション系化合物の高品質なエピタキシャル薄膜を作製し、その物性を研究してきた。
本研究では、MBE 法により TaSe2 の層間に Cr がインターカレートされた CrxTaSe2 エピタキシャル薄膜を作製し、その物性を磁化測定や輸送特性により評価した。また、製膜後に超高真空中での熱処理を行うことにより、層間にインターカレートされた Cr 原子のなす面内超格子のパターンが変化し、それに伴って磁性が変調されることを見出した。発表ではその詳細について、我々のグループが過去に作製してきた CrxNbSe2 エピタキシャル薄膜の物性との比較を含めて議論する。

図１．MBE による製膜プロセス

図２．CrxTaSe2 (x=1/4, 1/3)の結晶構造

P1- 14

ラクトフェリンによる虫歯菌の歯面付着阻害の分子機構解析
Molecular mechanism analysis for the inhibition of tooth surface
adhesion of Streptococcus mutans by lactoferrin
農学生命科学研究科 応用生命化学 食品生物構造研究室
Changyu Zhang, Peng Lu, Jinyan Jiang, Ken Okamoto, Hideaki Itoh, Suguru Okuda, Michio
Suzuki, Hiroshi Kawakami and Koji Nagata

Members of the scavenger receptor are widely involved in physiological activities and recognize a variety ofligands. Salivary scavenger and agglutinin (SALSA) is a member of the scavenger receptor family, which isthought to be involved in the adhesion of Streptococcus mutans. Lactoferrin was found to bind more strongly to
SALSA, prevents the bacteria adhesion. The ligand recognition of the scavenger receptor cystine-rich domains(SRCRDs) from SALSA is crucial for bacterial attachment to tooth surface, and these interactions usually in a Ca2+
dependent manner. Here, we determine the crystal structures of the SRCRD11 of human SALSA at 1.8 Å, revealing
three Ca2+ binding sites on the surface. The calcium ions form six- and seven-coordination with nearby amino acidresidues and water molecules. Interaction analysis showed that the mutation of these residues would result in lossof biological activities, which mediate the adherence of AVP region from Streptococcus mutans surface protein tohydroxyapatite. Furthermore, the binding analysis of SRCRD mutants to three different ligands, AVP region,
lactoferrin, and hydroxyapatite, that have been reported to bind to SRCRD, showed that different residues from
Ca2+ binding site of SRCRD involved in different ligand-binding. These results suggested that the three Ca2+
binding sites play different roles in interactions with multiple ligands. Overall, the findings reported here provide amechanistic view into the interaction between SRCRD and its ligands that may help to understand the ligand
recognition mechanism of scavenger receptor members.

P1- 15

スピンクロスオーバー現象を基盤とした
光・圧力応答性を示すフェリ磁性体の開発
Development of a light- and pressure-responsive ferrimagnet
based on spin-crossover phenomenon
東京大学 理学系研究科 化学専攻 物性化学研究室
小林将大、中村一輝、井元健太、中林耕二、大越慎一
Development of multifunctional materials has been one of central issues in the field of chemistry. Cyanido-bridged
metal assemblies often show multifunctionality derived from the intermetallic interactions and the diverse structures.
Introducing a metal exhibiting spin-crossover (SCO) to the assemblies leads to switching of properties of them. In
fact, switching of ferrimagnetism by light based on SCO have been observed in several FeII-NbIV assemblies[1-3].
However, independent responsiveness to light and pressure has not been achieved yet. In this study, we report an FeIINbIV ferrimagnet showing increase of Curie temperature by light and quenching of ferrimagnetism by pressure.
The powder sample of the target compound, [{FeII2(3-NHAcpy)7(H2O)}{Nb(CN)8}]·9H2O (3-NHAcpy = 3acetamidopyridine, FeNb), was prepared by mixing an aqueous solution containing [Nb(CN)8]4- and an aqueous
solution containing FeII and 3-NHAcpy. The compound crystallizes in C2/cspace group. The asymmetric unit comprises of an eight-coordinated Nb atom
in square-antiprism geometry and three six-coordinated Fe atoms inoctahedral geometry. Fe1 and Fe2 have [FeN6] coordination that is common
for SCO complexes, but Fe3 has [FeN4O2] coordination that rarely leads to
SCO (Figure 1).
UV-Vis-NIR spectra indicated that FeNb exhibits gradual and incomplete
SCO from high-spin state (FeIIHS) to low-spin state (FeIILS). Magnetic
properties measurements revealed that FeNb is a ferrimagnet (TC = 16 K)

Figure 1. The crystal structure of
FeNb.

derived from the 3-dimensional superexchange interaction network ofremaining FeIIHS (S = 2) and NbIV (S = 1/2). In UV-Vis-NIR spectra, theabsorbance of FeIILS d-d transition bands decreased upon 532 nm green laser
light irradiation due to light-induced excited spin state trapping (LIESST)
effect. As a result of LIESST effect, increase of Curie temperature from 16 K
to 18 K was observed (Figure 2). Conversely, application of hydrostaticpressure prompted SCO from FeIIHS to FeIILS with the maximum transition
rate of ~60 %. The superexchange interaction pathways are interrupted by the
diamagnetic FeIILS, quenching ferrimagnetism.

Figure 2. FCM curves before(black)andafter(green)irradiation.

[1] S. Ohkoshi et. al., Nat. Chem., 2011, 3, 564–569. [2] S. Ohkoshi et. al., Nat. Photon, 2014, 8, 65–71.
[3] D. Pinkowicz et. al., J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 27, 8795–8802.

P1- 16
強磁性金属 Fe / トポロジカル・ディラック半金属α-Sn ヘテロ接合におけるスピン流-電流変換
Spin-Charge Conversion in Ferromagnetic Metal / Topological Dirac
Semimetal alpha-Sn Heterostructures
所属
氏名

石田 正雪、福岡

田中・大矢・アイン研究室
蒼一郎、田中雅明、レ・デゥック・アイン

Topological materials, such as topological insulators (TI) and topological Dirac semimetals (TDS), are attracting
much interest due to their rich topological properties. In these materials, linear-dispersion Dirac states exist ineither bulk (TDS) or surface (TI and TDS) band structure, where spin, orbit, and momentum are strongly coupled,making these materials promising candidates for highly efficient charge-spin conversion and vice versa [1][2]. αSn, in particular, is an ideal material for the investigation of the roles that the bulk and surface Dirac states play inspin-charge interconversion, since its topological phase can be tuned between TI and TDS by varying the layer
thickness [3]. However, there have been very few experimental reports on the characteristics of α-Sn in the TDS
phase due to the lack of high quality samples.
In this work, we carried out spin-to-charge conversion (SCC) experiments at room temperature using the spin
pumping technique in a ferromagnetic metal Fe (4 nm) / TDS α-Sn (30 nm) heterostructure grown on an InSb (001)substrate by molecular beam epitaxy (MBE) (Fig. 1). The Fe thin film shows ferromagnetic resonance (FMR) when
applying an RF magnetic field of 9 GHz and an external in-plane magnetic field. We observed enhancement ofGilbert’s damping constant when the Fe atoms are neighbored by the α-Sn thin film, indicating successful spin
injection from the Fe layer into the α-Sn layer. A voltage peak was detected between the two edges of the α-Sn at
the FMR condition, which is likely induced by successful spin-charge conversion. An inverse Edelstein length, ameasure for spin-to-charge conversion efficiency in two dimensional systems, isestimated to be 1.0 – 1.3 nm, which is comparable to the largest value reported
thus far at room temperature in any material. Although the contribution of thebulk Dirac states needs to be clarified, the results show that TDS α-Sn is apromising material for future spintronics applications.
This work was partly supported by Grants-in-Aid for Scientific Research, CREST
program and PRESTO Program of JST, UTEC-UTokyo FSI, Spintronics
Research Network of Japan (Spin-RNJ).

[1] N. H. D. Khang, Y. Ueda, and P. N. Hai, Nat. Mater. 17, 808 (2018).
[2] J.-C. Rojas-Sánchez et al., Phys. Rev. Lett. 116, 096602 (2016).
[3] L. D. Anh et al., Adv. Mater. 33, 2104645 (2021).

P1- 17Strain dependent magnetization dynamics of tensile strained rareearth iron garnet thin films
EMK Ikball Ahamed, Md Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata

Department of Electrical Engineering and Information Systems, The University of Tokyo
This study aims to observe the magnetization dynamics in tensile strained rare-earth iron garnet (RIG) thinfilms. We fabricated thickness variant single crystal Lu3Fe5O12 (LuIG) thin films on partial latticemismatched (-1.8%) single crystal Gd2.6Ca0.4Ga4.1Mg0.25Zr0.65O12 (SGGG) substrates by pulsed laser
deposition (PLD) technique. We measured the magnetic properties from the X-ray Magnetic Circular
Dichroism (XMCD) and vibrating sample magnetometry (VSM). The XMCD and VSM was measured at
BL25SU beamline at SPring8 and Cryogenic Research Center, University of Tokyo respectively. The
experimental mismatch of LuIG/SGGG interface was lowered to -1.23% due to the lattice expansion
attributed to the oxygen vacancies during PLD process and we re-estimated the critical thickness, tc as 66
nm. Out-of-plane (OP) magnetic field dependent XMCD is shown in Fig. 1(a) and we measured in-plane (IP)XMCD for 20 nm as in Fig.1 (b). Fig.1 (d,e) shows the IP and OP VSM measurement of LuIG/SGGG films.
We observed a gradual increment of saturation magnetization at higher thickness (Fig. 1(c)) that indicates a
reduction in squareness of M-H curves at relaxed films and rectangular IP hysteresis loop indicates the inplane-oriented magnetization easy axis. However, the coercive field was observed to increase radically justafter tc as compared to the strained and relaxed films from the enlarged view of M-H measurement as in fig.
1(f). A modification of magnetic properties was caused by strain induced lattice modifications anddislocations near tc. The large coercive field near tc was attributed to the crystal defects after tc, that served aspinning sites for magnetic domains [1]. Previous work [1] demonstrated compressive strained RIG films
showing out-of-plane oriented remanent dielectric polarization by strain gradient. In this research, we arevery enthusiastic about obtaining in-plane oriented remanent polarization in tensile strained RIG films thatcan be effective to develop in-plane electric field controlled magnon devices.

Fig. 1. Magnetic properties of thickness variant LuIG/SGGG thin films, (a-c) magnetic field dependent
XMCD (a) out of plane, (b) in plane and (c) saturation field as a function of thickness, (d-f) M-H measurement
by VSM (d) in plane and (e) out of plane, (f) enlarged view of in-plane M-H measurement.
This research was supported by Institute for AI and Beyond for the University of Tokyo, JST, CREST Grant Number
JPMJCR22O2,Japan,AMED under Grant Number JP22zf0127006,JSPS KAKENHI Grant Number JP20H05651,JP22K18804,
JP23H04099. Room temperature XMCD and VSM measurement were carried out at Spring8 and Cryogenic Research Centre, UTokyo.

References: [1] H. Yamahara. et al., Commun. Mater. 2, 95 (2021)

P1- 18

パイロクロア型 Eu2Mo2O7 における熱ゆらぎ誘起トポロジカルホール効果
Thermal fluctuation induced topological Hall effectin pyrochlore-type Eu2Mo2O7
工学系研究科 物理工学専攻 十倉研究室
福田光、上田健太郎、寺倉千恵子、金子良夫、村山陽奈子、Max Hirschberger、十倉好紀
量子ホール効果に代表されるように、波動関数の幾何学的位相（ベリー位相）は、しばしば系に重要な役割を果たす。近年、このベリー位相に立脚することで、新たなトポロジカル量子物性を探索する試みが盛んに行われている。例えば、伝導電子が非共面的な磁気構造と結合すると、伝導電子にはベリー位相を介して 101 ~ 104 T に及ぶ巨大な仮想的磁場が働き、非従来的なホール効果（トポロジカルホール効果）を示すことが知られている [1]。トポロジカルホール効果は磁場や磁化とは独立して生じるため、ロバストかつ超高速な不揮発メモリなどへの応用も期待されており、その理解は基礎・応用ともに重要性を増し続けている [2]。これまでトポロジカルホール効果は主にパイロクロア型 A2B2O7, (A : 希
土類元素、B：遷移金属元素)を対象に行われてきたが、これら物質群は伝導電子と局在モーメントが混在しているため一般に系が複雑であり解釈が困難となる傾向にある。その中で Eu2Mo2O7 は金属的かつA = Eu3+が J = 0 で非磁性である希少な例であり、Mo スピンのみの伝導と磁性に着目することが可能であることからトポロジカルホール効果の試金石的存在として期待されている。しかし本物質は分解溶融性のために試料の合成が困難であるという問題点を抱えている。
今回、レーザー光源を用いたフローティングゾーン法によって精密な温度コントロールを実現し、Eu2Mo2O7 単結晶試料の合成に成功した。その結果、図 1 に示すように磁化や抵抗率に異方性が殆どないにも関わらず異方的なホール効果を観測した。このホール効果は磁気構造が固定される最低温では微小で、磁気転移温度付近において最大となり、それより高温
でもなお生じている。この異方性と温度依存性の起源について探るため、ハイゼ
ンベルグ模型を対象とした数値計算も並行して行った。本発表では Eu2Mo2O7 単結晶の合成手法と、そのホール効果について実験・理論双方から議論する。

図 1．ホール効果（左軸）と磁化の異方性（右軸）の温度依存性。

[1] Y. Taguchi, Y. Oohara, H. Yoshizawa, N. Nagaosa, and Y. Tokura, Science 291, 5513 (2001).
[2] H. Takagi, R. Takagi, S. Minami, T. Nomoto, K. Ohishi, M.-T. Suzuki, Y. Yanagi, M. Hirayama, N. D. Khanh, K.
Karube, H. Saito, D. Hashizume, R. Kiyanagi, Y. Tokura, R. Arita, T. Nakajima and S. Seki, Nat. Phys. 19, 961 (2023).

P1- 19超伝導転移端センサを用いた近赤外光子数識別器の研究
A study on near-infrared photon number resolving detectors using thesuperconducting transition edge sensor
所属
氏名

工学系研究科・総合研究機構・高橋研究室
三津谷 有貴, 佐々木 晴崇, 高橋 浩之

誤り耐性のある光の連続量量子コンピュータの実現に向けては、従来のガウス型操作に加えて、光子数検出による測定誘起型非線形操作によって非ガウス状態の生成が示され、これによって任意の量子計
算をすべて実現できる可能性が示されている。一方、近赤外領域の光子数識別は、半導体型検出器では難しく、エネルギーギャップの小さな超伝導型光子検出器が必要である。特に超伝導転移端センサ（Transition Edge Sensor, TES）は、有限な転移端における急峻な抵抗値変化を利用した極めて高感度な温度計であり、センササイズを極小化することによって、近赤外においても光子数識別可能なエネルギ
ー分解能を有することができる。一方、量子計算においては、TES の動作帯域（動作速度）がボトルネックになっており、そこで、TES の動作帯域の改善を目的とした研究を行った。
近赤外光子検出の TES は、その有感領域が 10 μm 角、厚さが 20 ~ 30 nm ほどのイリジウム薄膜によって作られている。センサは定電圧バイアスすることで、ジュール発熱と冷凍機による冷却が釣り合い、超伝導転移端に安定的に保持される。光電吸収された光子による温度変化がバイアス電流の変化を生じ、この微弱な電流変化は超伝導量子干渉計（Superconducting Quantum Interference Device, SQUID）
によって磁束変化として拾われ、増幅されて信号として読み出される。我々はこれまでにイリジウムによる TES を作成し、近赤外領域における光子計測について報告を行ってきた [1]。
本研究では、TES の動作帯域向上を目指して、新たに 3 μm × 10 μm の有感領域を持つストリップ型の高抵抗 TES を作成し、その動作実証を行った。ストリップ型にすることで、光子入射後の初期の熱拡散を狭い領域に留め、高速な抵抗領域の生成（高速な信号生成）を狙う。また、高抵抗とすることで、SQUID の入力インダクタンスと TES 抵抗からなる回路時定
数 L/R の改善を図る。作成した TES は、光ファイバと結合し（図 1）、極低温冷凍機によって 100 mK に冷却した。作成したストリップ型 TES は、
ΔE = 0.60 eV のエネルギー分解能を有し、波長 1547 nm における光子数

図１．測定に用いた検出器識別に成功した。波形の 10 % - 90 %立ち上がり時間は 64 ns であった。

モジュール

また、ストリップ型 TES をパラレルに並べて同時に動作させることで、シングルモード光ファイバのモード径（約 8 ~ 9μm）に対しての Fill factor を高めることを目指した。パラレル型ストリップ TES の作成およびシミュレーションを実施した。シミュレーションの結果、パラレル型ストリップ TES においても光子数識別能が得られる可能性が示された。また、光子入射位置による波高値や立ち上がり時間のばらつきに関して系統的に調査を行ったため、その結果について報告する。
[1] Y. Mitsuya, et al., Jour. Low. Temp. Phys. 210 498 (2023)

P1- 20

非線形 Seebeck 効果の観測
東大物工 A, 東北大 AIMRB, 東大 Beyond AIC
平田裕也 A, 吉川貴史 B, 齊藤英治 A,B,C

The Observation of Nonlinear Seebeck effect
ADept. Appl. Phys., Univ. Tokyo, BAIMR Tohoku Univ. CInst. AI and Beyond, Univ.Tokyo

Yuya HirataA , Takashi KikkawaA, Eiji SaitohA,B,C
熱電効果は物質に加えた温度勾配が電圧に変換される現象である．従来、線形熱電効果に関する研究がなされてきたが，近年、温度勾配の二次に比例する非線形熱電効果が理論提案された[1]．昨
年には，第二種超伝導体 MoGe と強磁性絶縁体 Y3Fe5O12 の接合系において非線形 Nernst 電圧が実験的に観測された[2][3]．この現象は温度勾配の空間/時間的変動を電力に変える新たな発電原理となりうる一方で，MoGe の vortex liquid 相状態が許される環境下（狭い磁場範囲）に限られていた．
本研究では，より広い温度・磁場領域で「非線形 Seebeck 効果」の観測に成功した[4]．実験では，強磁性金属 Ni81Fe19 と常磁性重金属 Pt の接合系に面内温度勾配を加えて，非線型 Seebeck 電圧を測定した．Pt 内部を流れる電子スピンはスピン軌道相互作用を介して曲げられ，界面で Ni81Fe19 の磁化と散乱する．この散乱強度は熱駆動スピン流と磁化のなす角度に依存するため，熱流入力方向に関して非対称である．我々は，磁化方向や試料長に対する依存性を調べることで，観測された非線形 Seebeck 信号が Ni81Fe19 中のスピン-磁化散乱に由来していることを明らかにした．本発表では，
実験結果の詳細，及び試料内部の対称性の破れがもたらす非線形 Seebeck 効果の原理を非線形磁気抵抗効果[5]と比較して説明する．

[1] R. Nakai and N. Nagaosa, Phys. Rev. B 99, 115201 (2019).
[2] 有沢洋希, 藤本雄人, 吉川貴史, 齊藤英治, 「超伝導体 MoGe における非線形熱電効果」
日本物理学会 2023 年春季大会 (22aC2-5)[3] 藤本雄人, 有沢洋希, 吉川貴史, 齊藤英治,「超伝導体 MoGe における非線形熱電効果の観測に向けた測定手法の開発と理論モデル」日本物理学会 2023 年春季大会 (22aC2-6)[4] 平田裕也, 吉川貴史, 齊藤英治「室温における非線形 Seebeck 効果の観測」
日本物理学会 第 78 回年次大会 (17pB102-10)[5] Avci, C., Garello, K., Ghosh, A. et al. Unidirectional spin Hall magnetoresistance in ferromagnet/normal
metal bilayers. Nature Phys 11, 570–575 (2015).

P2- 012 層 HD をプレコートしたグラファイト上 𝟑𝐇𝐞単原子層膜の量子相
Quantum Phases of Helium Three Monolayer on Graphite Plated witha Bilayer of HD
所属

低温センター・研究開発部門・村川研究室
氏名 梶貴晴，村川智ヘリウム 3( 3He)は核スピン 1/2 を持つ原子である．低温で 3Heはグラファイト(gr)上に吸着され，運動が 2 次元平面に制御される．したがって gr 上の 3Heは 2 次元磁性の研究ができる．
gr 上に吸着され始めた 3Heは大きな零点振動の効果で自由に動き回るが，gr 上の所々で自己凝縮し液相が形成され始める．面密度が増加すると一様な液相を経て整合相，不整合相が形成される．整合相と不整合相の結晶構造は三角格子である．さらに面密度が増加すると 1 層目の 3He膜の上に 2 層目の 3He膜が形成される．
整合相，不整合相が形成される高面密度領域では 3Heの大きなハードコア斥力の影響で多体交換が重要になってくる．高面密度領域では 3 体交換が支配的になるため強磁性を示すが，低面密度領域では多体交換が競合し合って磁気的なフラストレーションが生じる．そのような面密度領域で整合相が形成されると多体交換由来のフラストレーションだけでなく，三角格子由来の幾何学的なフラストレーションも影響するため非常に強いフラストレーションが生じ，その整合相は量子スピン液体的にふるまう．
本実験では gr 上に 2 層の重水素(HD)がプレコートする．ヘリウムがプレコートされた系に比べて下地の面密度が小さいためその上に形成される整合相の面密度も対応して小さくなり，大きな交換相互作用が期待される．
過去の実験では 2 層の HD がプレコートされた系においてギャップレス量子スピン液体相や量子液晶相の存在が主張されているが，それらのミクロな構造は明確ではない[1]．特にギャップレス量子スピン
液体相については，特異な比熱の温度依存性から低温でのふるまいがマヨラナフェルミオンの素励起である可能性が示唆されている[1]．本研究ではそれらの横緩和時間と磁化率を調べるために核磁気共鳴測定を行う．横緩和時間はミクロな構造を，磁化率はどのような素励起であるかを明らかにする．現在はその測定に向けてテストを行っている．

図 1 (a)裸の gr, (b)ヘリウムがプレコートされた gr, (c)2 層の水素がプレコートされた gr[1]鎌田雅博，東京大学博士論文(2018).

P2- 02

テラヘルツ磁気光学分光を用いた
Cr3Te4 の特異な異常ホール効果の研究
Terahertz magneto-optical spectroscopy in Cr3Te4
with unusual anomalous Hall effect
工学系研究科・物理工学専攻・高橋研究室
加藤喜大、生方大翔、岡村嘉大、梶原駿、遠藤幹大、松岡秀樹、
岩佐義宏、中野匡規、高橋陽太郎

2 次元強磁性体は、その基礎物理的な性質やヘテロ構造を用いたスピントロニクスへの応用の期待か
ら大きな注目を集めている。本研究で対象とする Cr-Te 系化合物は室温付近の高い転移温度を持つ強磁性であることからバルク結晶における研究が 1970 年代から行われてきたが、近年 2 次元磁性を持つことが報告され再び関心が寄せられている[1]。さらに最近の角度分解光電子分光を用いた研究においては、フェルミ準位付近に交差点をもつ半金属的なバンド構造と磁性・磁気輸送特性との関係が指摘されている[2]。本研究で扱う Cr3Te4 は分子線エピタキシー(MBE)法により作製された薄膜において、2 次元極限まで層数に依存しない強磁性転移温度を示すなど興味深い特性をいくつか持つ[3]。本研究ではその中で、異常ホール効果の符号が温度変化によって反転するという特異な振る舞いに着目し、テラヘルツ
領域での磁気光学(ファラデー効果)分光によってその起源の解明を目指した。
MBE 法によって Al2O3 基板上に成長させた Cr3Te4 薄膜試料において、1-22 meV のテラヘルツ領域のファラデー効果の測定を行い、それにより得られるホール伝導度スペクトルxy()から異常ホール効果に寄与する電子構造を調べた。図 1 には光学ホール伝導度の温度依存性(赤四角)を示しているが、異常ホール効果(青丸)と同様に符号変化を起こし定量的な一致を示している。また、テラヘルツ領域にバンド間遷移による共鳴構造が見られ、非常に低エネ
ルギーの電子構造が異常ホール効果に寄与していることが分かった。得られたスペクトルは 2 つのバンド交差を仮定したモデルによって理解でき、その温度依存性は電子分布の温度変化を考慮する
ことで再現することができた。以上の結果から異常ホール効果の特異な温度依存性が、フェルミ準位からのエネルギーの異なるバンド交差の存在と電子のフェルミ分布の微妙な関係に由来している

図 1 2.0 meV(0.5 THz)での光学ホール伝導度(赤)ことが明らかになった。

及び DC での異常ホール伝導度(青)の温度依存性[1] R. Chua et al., Adv. Mater. 33, 2103360 (2021).
[2] Y. Fujisawa et al., Adv. Mater. 35, 2207121 (2023).
[3] Y. Wang et al., Nano Lett. 22, 9964 (2022).

P2- 03

スピネル型 MgFe2O4 のスピングラス特性とメモリー効果

Spin-glass properties and memory effects of spinel-type MgFe2O4
工学系研究科

電気系工学専攻

田畑・松井・関研究室

末吉七海、田畑仁、関宗俊

超低消費電力型・スピン波演算素子の実現に向けて、スピン波を室温で効率的に制御可能な材料の創製が求められている。我々は、室温にてスピン波伝搬特性を外部刺激により制御可能なスピングラス鉄
酸化物の開発を進めている。Y3Fe5O12 等のガーネット型酸化鉄は、Gilbert ダンピング定数が極めて小さく(𝛼~10!" )[1]、ネール温度も室温を大きく超えることから、室温でスピン波伝搬が可能な材料として広く研究されてきた。しかしながら結晶構造の複雑さゆえ、ガーネット型単結晶基板上でしかエピタキシ
ャル成長ができず応用の面で課題が残る。これに対して近年、より構造の単純なスピネル型フェライト
おいても低い Gilbert ダンピング定数を持つ材料が報告されている(𝛼~10!# )[2], [3]。しかし、実際に室温でスピン波の伝搬と制御を実現した例は無い。本報告では、スピネル型 MgFe2O4 薄膜の高温スピングラス特性について報告する。
実験にはパルスレーザー堆積法 (PLD 法) により作製した薄膜試料を用いた。薄膜作製には、固相焼結法により作製したターゲットを用い、酸素分圧 1.3Pa、基板温度 450℃において、FC

MgAl2O4(100) 基板上に成長させた。MPMS を用いて MgFe2O4 薄膜

ZFCの直流磁化率測定を行った結果を図 1 に示す。外部磁場を 50 mT
印加してもスピングラスの転移温度は室温を超えており、磁場に対して強固な高温スピングラス相であることがわかる。また、メ

図 1：MgFe2O4 薄膜の磁化の温度依存性

モリー効果の測定結果を図 2 に示す。100 mT の磁場の下、試料を 400 K から 50 K まで冷却する際 100 K、150 K、200 K の 3 点
で磁場を切り、3 時間ずつ待機した。その後、50 K から 400 K
まで連続的に磁化 Mmem の温度変化を測定した。Mmem は複数の磁化の緩和の履歴を記憶していることが確認できた。また、室温でのメモリー効果の測定にも成功している。これらは、スピ
ングラスが複数の準安定状態を持つことを示唆している。

100 K

150 K

200 K

謝辞：本研究は Beyond AI 連携事業による共同研究費、JST
CREST（ JPMJCR22O2）、JSPS 科研費 （JP22H01952）の助成を受けたものです。
[1] d'Allivy Kelly, O., et al., Appl. Phys. Let. 103.8 (2013).
[2] Emori, Satoru, et al., Adv. Mater. 29.34 (2017): 1701130.
[3] Emori, Satoru, et al., Nano lett. 18.7 (2018): 4273-4278.

図 2：MgFe2O4 薄膜の磁化のメモリー効果

P2- 04

唐辛子の辛味調節に重要なアミノ基転移酵素 VAMT の結晶構造解析
東京大学大学院農学生命科学研究科応用生命化学専攻食品生物構造学研究室 1
城西大学大学理学部化学科生体分子生物学研究室 2
城西大学薬学部薬学科機能性食品科学研究室 3
大小田直史 1・岡本研 1・伊藤英晃 1
奥田傑 1・佐野香織 2・古旗賢二 3・永田宏次 1
唐辛子はナス科トウガラシ属の果実あるいは、それから作られる辛みのある香辛料である。唐辛子の辛味成分としてカプサイシノイドが知られており、一般に有名なカプサイシンはこのカプサイシノイドに含まれる。カプサイシノイドは体熱生産、脂質代謝亢進作用、抗酸化などの様々な生理活性を有しており、サプリメントなどに商品化されている。カプサイシノイドはバニリルアミンに脂肪酸がアミド結合
した化学構造をしており、本研究で対象としているのはこのバニリルアミンをバニリンから合成するアミノ基転移酵素 VAMT（vanillin aminotransferase）である（図１）。VAMT の遺伝子に変異が入りバニリル
アミンが合成されなくなった結果、辛味のないもしくは辛味の少ない品種が報告されおり、VAMT は唐辛子の辛味調節に重要な酵素の一つであると考えられている[1]。VAMT は PLP（pyridoxal 5’-phosphate）
を補酵素、GABA（γ-amino butyric acid）またはアラニンをアミノ基のドナーとして利用し、バニリンを
バニリルアミンに変換するがその詳細な反応機構は不明である。そこで、X 線結晶構造解析を用いてVAMT と PLP の複合体結晶構造を解明し、反応機構の解明を試みた。大腸菌で VAMT を大量発現後、精製方法を確立し、結晶を調製した。放射光施設 SPring-8 において回折実験を行った結果、VAMT-PLP の複合体構造を解くことができた（図２）。この研究によって、酵素反応に重要なアミノ酸残基や活性が高い VAMT を持つ品種の特定に繋がり、様々な辛味を呈する唐辛子の品種改良に寄与できると考えている。

図１ バニリンとバニリルアミンの化学構造

図２ VAMT-PLP の複合体結晶構造[1]Tanaka, Yoshiyuki, Tomomi Sonoyama, Yuji Muraga, Sota Koeda, Tanjuro Goto, Yuichi Yoshida, and Kenichiro
Yasuba. 2015. “Multiple Loss-of-Function Putative Aminotransferase Alleles Contribute to Low Pungency andCapsinoid Biosynthesis in Capsicum Chinense.” Molecular Breeding: New Strategies in Plant Improvement 35(6): 142.

P2- 05
Enhanced Magnetization and Change in Magnetic Anisotropyin La2/3Sr1/3MnO3 membranes Released from a Substrate
Department of Electrical Engineering and Information Systems,
The University of Tokyo
Takuma Arai, Shingo Kaneta-Takada, Le Duc Anh,Masaki Kobayashi,
Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata, Masaaki Tanaka, and Shinobu Ohya
The half-metallic nature of La1-xSrxMnO3 makes it attractive for spintronics applications [1], as demonstrated
by the large tunnel magnetoresistance in La1-xSrxMnO3-based magnetic tunnel junctions [2] and the high spin-valve
ratio of up to 140% in lateral spin-MOSFET devices based on La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) [3]. However, the presenceof dead layers, which degrade magnetization and conductivity at the interfaces between La1-xSrxMnO3 and otherperovskite oxides, has hindered potential applications. The origins of dead layers are considered to be strain andbonding effects with substrates. One possible solution to these effects is to epitaxially lift off a La1-xSrxMnO3 thinfilm from a substrate using a water-soluble Sr4Al2O7 buffer layer [4].
In this study, we demonstrate a significant enhancement in magnetization and a change in magnetic
anisotropy in a 30-unit-cell-thick LSMO thin film by releasing it from a SrTiO3 (STO) substrate by dissolving an
Sr4Al2O7 buffer layer and then transferring it onto a Si substrate. The saturation magnetization increased from 2.0
μB/Mn (TC = 312 K) for the as-grown LSMO/Sr4Al2O7/STO sample [Fig. 1(a)] to 3.2 μB/Mn (TC = 323 K) for thetransferred LSMO/Si sample [Fig. 1(b)], where TC represents the Curie temperature. We attribute this enhancement
to the reduction in strain and bonding effects caused by the substrate. Furthermore, we have found an anisotropychange after the transfer by comparing the magnetization loops for different magnetic field directions. These findings
have important implications for the potential use of released LSMO thin films in spintronics devices.
This work is supported by Grants-in-Aid for Scientific Research of the Ministry of Education, Culture, Sports,
Science and Technology, JST CREST, JST ERATO, and Spintronics Research Network of Japan.

Fig. 1 (a) Scanning transmission electron-microscopy image of the LSMO/Sr4Al2O7/STO sample. (b) Magnetization
loops of the transferred (red) and the as-grown (blue) LSMO thin films with a magnetic field applied along the inplane [110] direction at 5 K [5].
[1] J. -H. Park et al., Nature 392, 794 (1988).
[2] M. Bowen et al., Appl. Phys. Lett. 82, 233 (2003).
[3] T. Endo et al., Adv. Mater. 35, 2300110 (2023).
[4] D. Lu et al., Nat. Mater. 15, 1255 (2016).
[5] T. Arai et al., Appl. Phys. Lett. 124, 062403 (2024).

P2- 06

ジスプロシウムとペンタシアノニトロシル鉄酸イオンからなる光応答性を示す単分子磁石
Single-molecule magnet consisting of Dy3+ and [Fe(CN)5NO]2−
showing photo-responsivity
東京大学理学系研究科化学専攻物性化学研究室○大野達也、中村一輝、Kunal Kumar、中林耕二、大越慎一
Single-molecule magnets (SMMs), which exhibit slow magnetic relaxation stemming from magnetic
anisotropy of the molecule itself, are drawing attention because isolated spin in one molecule is a goodtarget for building data storage and spintronic devices [1]. To make SMMs more practical,
accomplishment of switching in SMM behavior induced by electric stimuli or photo irradiation isrequired. In this context, pentacyanonitrosylferrate, [Fe(CN)5NO]2−, is a promising component toachieve photo-switching properties in that [Fe(CN)5NO]2− shows photo-reversible isomerization of
nitrosyl ligand Fe-N=O, flipping to isonitrosyl ligand Fe-O=N [2]. Herein, we synthesized a new SMM
composed of Dy3+, which has large magnetic anisotropy essential to SMM, and [Fe(CN)5NO]2−,[Dy(2-pyridone)4(H2O)2(NO3)] [Fe(CN)5NO]∙H2O (DyFe) showing photo-responsivity.
DyFe was prepared by mixing an aqueous solution of Dy(NO3)3 and 2-pyridone, and another aqueous
solution of Na2[Fe(CN)5NO]∙2H2O. Single crystal X-ray diffraction analysis revealed that DyFe wascomposed of Dy3+ coordinated by four 2-pyridone, two water molecules and one η2 nitrate anion,[Fe(CN)5NO]2−, and one crystalline water molecule (Fig. 1(a)). Magnetic property under alternate
current magnetic field was examined to investigate SMM property of DyFe. DyFe showed slow
magnetic relaxation in zero direct current magnetic field indicating that DyFe is a SMM (Fig.1 (b)).
Photo-responsivity of DyFe was studied through IR absorbance change with photo-irradiation at 100
K. Seven-hour irradiation of 532 nm light reduced the absorbance of Fe-N=O stretching and yieldeda new absorption peak centered at 1796 cm−1 assigned to Fe-O=N absorbance (Fig. 1(c)). Thisabsorption peak disappeared when it was irradiated with 804 nm light or heated up to 180 K.

Figure 1 (a) Asymmetric unit of DyFe. (b) T-variable frequency dependence of magnetic susceptibility.
(c) IR absorbance change by irradiation of 532 nm light.
[1] J. Wang, S. Chorazy, K. Nakabayshi, B. Sieklucka, and S. Ohkoshi, J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 473.
[2] M. Komine, K. Imoto, A. Namai, M. Yoshikiyo, and S. Ohkoshi, Inorg. Chem., 2021, 60, 4, 2097.

P2- 07

テラヘルツ波励起による 3R-Ta1+xSe2 の電荷密度波の非熱的融解
Nonthermal melting of charge density wave in 3R-Ta1+xSe2
induced by terahertz pulse excitation1

東大理・島野研究室, 2 理研 CEMS, 3 東大工, 4 東大低温セ吉川尚孝 1, 鳴坂潮 1, 松岡秀樹 2, 田中勇貴 3, 武藏摩紀 3,
中野匡規 2,3, 岩佐義宏 2,3, 島野亮 1,4
光パルスによる物質の励起は、電子系・格子系・スピン系などの自由度を紐解く摂動として用いることができ、競合秩序の相関や隠れた準安定相の研究に応用されている。強い電子格子相互作用に起因して生じる電荷密度波(CDW)物質においては、光パルスにより非断熱的に電子系を励起した際に、CDW 形成に関わる格子系の選択的な熱化が過渡的に生じ、電子格子全系の温度上昇では記述できない高効率な
CDW 融解を伴う非平衡状態が現れることがわかっている[1,2]。これまでの研究では主に近赤外光(光子エネルギー 1 eV 程度)による電子系の高エネルギー状態への励起を初期過程とする非平衡 CDW 融解現象が調べられているが、CDW 形成に関与するフォノンや CDW の振幅モード(AM)がテラヘルツ(THz)周
波数帯にあることを考慮すると、THz 波励起による CDW の非熱的融解を用いた効率的な制御が可能かどうかは興味深い問題である。
本研究では、低温で CDW 相（TCDW~100 K）を示す 3R-Ta1+xSe2 薄膜[3]における、THz 波励起によるCDW 秩序のダイナミクスを調べた。図は、試料温度 13 K における THz 波ポンプパルスによる近赤外光
プローブパルスの透過率変化𝛥𝑇/𝑇のダイナミクス（𝛥𝑡：ポンプ-プローブ遅延時間）を示す。弱励起（青）においては固有振動数 2.3 THz の CDW AM の減衰振動が観測される一方、中間強度（水色）では AM 振動のソフトニングと減衰定数の増加が観測された。これは、高強度 THz 波によって CDW が動的に抑制されたことを示唆しており、時間依存のギンツブルグ-ランダウモデルに基づくフィッティングによってよく再現された（図中実線）。さらにポンプ THz 波パルスの強度を上げると、AM 振動が消失した後に、AM より高周波の振動が新たに観測された（橙）。これは熱平衡においては TCDW 以上で存在するソフトフォノンが、CDW の融解に伴って現れたとして理解できる。また、THz 波パルスによる CDW
融解に必要な注入エネルギーは、熱力学的相転移の凝縮エネルギー
よりも 1 桁以上小さいことがわかった。これは、THz 波のエネルギ
ーが CDW 形成に関与する電子系や格子系に選択的に注入され、高効率・非熱的な CDW 融解が実現したことを示唆しており、THz 波が CDW 秩序を非熱的に制御するための効率的なツールであることを示している。

[1] T. Han et al., Phys. Rev. B 86, 075145 (2012).
[2] X. Shi et al., Sci. Adv. 5, eaav4449 (2019).
[3] Y. Tanaka et al., Nano Lett. 20, 1725 (2020).

図．THz 波パルスによる近赤外光の透過率変化のダイナミクス。黒丸は振動のピークを表す。

P2- 08

ハニカム格子磁性体 Cu3SmTe3 におけるキャリアドーピング効果
Carrier-doping effect in the honeycomb magnet Cu3SmTe3
理学系研究科 物理学専攻 高木・北川研究室
土場優雅
2006 年に Alexei Kitaev によって提案されたキタエフ模型は基底状態として厳密に量子スピン液体状態を持つ。[1] この模型は当初トイモデルであったが、その後 Jackeli-Khaliullin によって d5 電子系において強いスピン軌道相互作用と正八面体結晶場によって安定化した基底状態の下で異方的なキタエフ相
互作用が実現し得ると提案された。[2] それをきっかけにキタエフ候補物質の探索が活発に行われた。
しかし、ほとんどの候補物質が低温領域において磁気秩序していることがわかっており、キタエフ量子
スピン液体の実現には至っていない。これはキタエフ相互作用の他に非キタエフ相互作用(例えばハイゼンベルグ相互作用)も働くためだと考えられている。一方、このような系に対してキャリアドーピン
グを行うことによって超伝導状態が実現する可能性が理論研究によって提案されている。[3] しかし、実験的には d5 電子系キタエフ候補物質に対するキャリアドーピングはうまくいっていない。
本研究では金属化しやすい元素である Sm と Te を選んだ 4f 電子系キタエフ候補物質である Cu3SmTe3
単結晶の育成に成功した。この物質の電気伝導特性は少数キャリアの金属的な振る舞いを示す。また磁気特性では低温において 2 段磁気転移及びフラストレーションを起こしていることから、ハイゼンベル
グ相互作用の他に非自明な相互作用が内在していることが明らかになった。また、これを母体として Te
を As に置き換えることによってホールドーピングにも成功した。ホールドーピングによって、物質はより金属化したものの、磁性に変化は見られず、理論研究で提案されているような相互作用に伴う新奇な量子相の実現には至らなかった。これは転移点付近において電気抵抗の異常が見られなかったことから、Sm の磁気モーメントと正孔のカップリングが小さかったためと考えられる。

図 1 Cu3SmTe3 の 2 段磁気転移

図 2 Cu3SmTe3 の電気伝導特性[1] A. Kitaev, Ann. Phys. 321, 2 (2006).
[2] G. Jackeli and G. Khaliullin, Phys. Rev. Lett. 102, 017205 (2009).
[3] S. Okamoto, Phys. Rev. 87, 064508 (2013).

P2- 09
Spin injection through a Si-based ferromagnetic tunnel junction: aband diagram model
工学系研究科電気系工学専攻 田中研究室
Baisen Yu, Shoichi Sato, Masaaki Tanaka, and Ryosho Nakane
Si-based spin transport devices are promising for next-generation electronics with low-power consumption[1]. For practical applications, it is a key metric to achieve a high spin-valve signal that is proportional to the product
PinjPdet, where Pinj and Pdet represent the efficiency of spin injection and that of spin detection obtained by measuring
a spin-originated voltage drop, respectively. Hence, maximizing PinjPdet is of critical significance. Nevertheless, thephysical origins of Pinj and Pdet have not yet been well explained despite many attempts (e.g. spin-filter basedtunneling model) [2]. Here we pioneer a unique model by combining the tunneling theory with the realistic band
diagram in a magnetic tunnel junction (MTJ) consisting of Fe/Mg/amorphous-MgO/SiOx/n+-Si(001).
Fig. 1 shows a schematic band alignment of the MTJ under a spin extraction bias, where VJ is the MTJ
voltage drop that corresponds to the Fermi-level difference between Fe and Si (EF,Fe – EF,Si). Here the s-like Fe bandis assumed since the heavier d-band electrons contribute little to the tunneling current [3]. The total current J(VJ) is
determined by integrating the tunneling current per energy level, which depends on the product of the tunnelingpossibility as well as the densities of initial and final electron states [4]. Finally, Pdet(VJ) is calculated from J(VJ) [5].
Fig. 2 shows our theoretical Pdet(VJ)-VJ curve. To experimentally examine how Pdet changes with VJ, we measured aset of data points for PinjPdet(VJ) under a constant Pinj value by using a multi-terminal device and a setup similar tothat described in ref. [2]. In Fig. 2, the feature of PinjPdet(VJ) agrees well with our theoretical Pdet(VJ)-VJ curve. In
addition, when Pinj(VJ)Pdet was experimentally examined in a similar manner, its feature also agrees well with ourtheoretical Pinj(VJ)-VJ curve (not shown). These results indicate that our model is effective to understand and analyzeboth Pinj and Pdet in a wide range of VJ. Thus, we find that the band diagram of the MTJ can well explain the physicalorigins of Pinj and Pdet.
[1] S. Sugahara and M.
Tanaka, Appl. Phys. Lett. 84,2307 (2004). [2] R. Jansen,
et al., Phys. Rev. Appl. 10,064050(2018).

[3]

S.

Valenzuela et al., Phys. Rev.
Lett. 94, 196601 (2005). [4]J. Simmons, J. Appl. Phys.
Fig. 1 Schematic band alignmentof the MTJ.

Fig. 2 Experimental PinjPdet(VJ) (theright axis) and theoretical Pdet-VJ curve(the left axis).

34,1793 (1963) [5] A. Fert
and H. Jaffres, Phys. Rev. B
64, 184420 (2001).

P2- 10

カゴメ磁性体 Co3Sn2S2 の常磁性 3 次元ディラック半金属相における円偏光誘起テラヘルツ放射
Circularly polarized light-induced terahertz emission fromparamagnetic 3D Dirac semimetal phase of Kagome magnet Co3Sn2S2
1 東大理・島野研究室, 2 東北大金研, 3 東北大 CSIS, 4 低セ・研究開発部門
小川和馬 1, 吉川尚孝 1, 藤原宏平 2, 池田絢哉 2, 塚﨑敦 2,3, 島野亮 1,4

カゴメ磁性体 Co3Sn2S2 はキュリー温度 185 K 以下で強磁性ワイル半金属状態となり、ワイル点近傍で発散するベリー曲率に起因する巨大な異常ホール効果や、カイラル異常による負の磁気抵抗効果など、
磁性ワイル半金属特有の電気伝導特性が現れる。一方、キュリー温度以上ではスピンが縮退した 3 次元
ディラック半金属となる。そのスピンベリー曲率はディラック点近傍で発散的になることが計算で予想され、実際 Ni ドープによってフェルミ準位をディラック点の近傍に調整すると、室温でスピンホール角が 0.3 に近づくほどの大きなスピンホール効果を示すことが報告されている[1]。
さて近年、スピンホール効果を光学的に調べる手法として、フェムト秒光パルス照射によって誘起される過渡電流を放射テラヘルツ(THz)波を通して観測する、THz 波放射分光が発展している。例えば、大きなスピンホール効果を示す Bi 薄膜試料では、円偏光フェムト秒パルス照射により高効率の THz 波放射が生じることが報告されている。これは円偏光によって表面付近に誘起されたスピン偏極キャリアの拡
散スピン流が逆スピンホール効果を介して電流に変換されたものと解釈されている [2]。本研究ではスパッタ法によって成膜された Ni ドープ薄膜 Co3-xNixSn2S2 に対する THz 波放射測定からスピンホール効果の影響を調べた。
照射すると、THz 波放射が観測された。円偏光のヘリシティに依存して THz 波の符号が反転することや、励起光に対して試料面
法線ベクトルを 45 度傾けた場合と−45 度傾けた場合で符号が反転することから、逆スピンホール効果に起因する円偏光起電流機構による解釈と矛盾しない結果を得た（図 1.）。Ni ドープ量に依存した THz 波放射振幅の増大も観測され、THz 波発生とスピ
ンホール効果との相関が示唆された。一方、放射 THz 波電場の
符号は光の入射方向やドープ量に対して複雑な依存性を示し、逆スピンホール効果とは異なる機構も寄与している可能性が明らかとなった。発表では、Ni ドープ量、薄膜の厚みや光の入射方向の依存性などから、THz 波放射の機構について議論する。
[1] Lau, Y. C. et al. Phys. Rev. B 108, 064429 (2023).
[2] Hirai, Y. et al. Phys. Rev. Appl. 14, 064015 (2020).

(ETHz)y (a.u.)

波長 400 nm の円偏光フェムト秒パルスを斜入射配置で試料に

0.05
0.00
-0.05
-0.10
0

1

2
tpp (ps)3

図 1. Co3Sn2S2 の Ni ドープ薄膜に波長 400 nm の光パルスを入射角 45 度
で照射した際に放射される THz 波の波形。
（青：左回り円偏光、緑：直線
偏光、赤：右回り円偏光。）

P2- 11高温らせん磁性体 LaMn2Ge2 における創発磁気輸送現象
Emergent magneto-transport properties in high-temperature
helimagnet LaMn2Ge2
東大工物工 1，理研 CEMS2，東工大理物 3，東大東京カレッジ 4
山口大輝 1，藤代有絵子 2，吉川明子 2，中村大輔 2，上田健太郎 1，賀川史敬 2,3，
田口康二郎 2，十倉好紀 1,2,4
固体中における局在・伝導電子間の相互作用は，運動量空間のバンド

R構造や実空間の磁気秩序が有するトポロジカルな構造に起因する，創発

MnRe
GeGeMn

電気磁気輸送現象を発現させる．このような非自明な輸送現象の例であるトポロジカルホール効果は，創発磁場により伝導電子が横方向に伝搬する現象で，実験的には，ローレンツ力および磁化による通常・異常ホール効果で記述できないホール抵抗成分として観測される．ただし，観c測された非自明なホール抵抗成分が真にトポロジカルな構造によるもの

ab

かは，中性子散乱や実空間磁気ドメイン観察など，種々の実験結果から

図１．LaMn2Ge2 の結晶構

総合的に判断される必要があり，起源が未解明の場合も多い[1]．

造およびコーン型らせん磁

高温らせん磁性体 LaMn2Ge2 は，立方晶の金属間化合物で，Mn の 3d

気構造の模式図（R=La）．

モーメントによる磁気構造が 420 K で常磁性からスクリュー型らせんに，320 K で縦方向コーン型らせん（図１(a)）に転移する．短周期（3 nm）らせん磁気秩序が室温以上まで存在することから，室温付近での創発電気磁気輸送現象の探索・制御に適した物質である[2]．実際，室温付近で 1 µΩcm にのぼる大きなトポロジカルホール効果が観測されている[3]．非共面的でない
磁気構造（コーン型らせん）に図１(b)のように磁場を印加することで大きなホール効果が観測される点で興味深いが，その起源は未解明である．
本発表では，この LaMn2Ge2 におけるトポ

(a) #
'
!

ロジカルホール効果について，試料厚み依存性を報告する．試料厚み（b 軸方向）80µm において発現していたトポロジカルホー

(b)

"

$ ∥!

ル効果が，厚みの減少とともに小さくな
り，厚み 1 µm において完全に消失する様子が観測された（図１(c））．これは短周期らせん磁性体における新たな巨大ホール効果発現機構の存在を示唆するものである．

図２． (a)LaMn2Ge2 においてトポロジカルホール効果を発現する電流・磁場配置の模式図．(b)各試料厚みにおける 280 K でのホール抵抗 𝜌!" (𝐵) の磁場依存性．

[1]G. Kimbell et al., Commun. Mater. 3:19 (2022)[2]S. Siebeneichler et al., Sci. Rep. 12:9248 (2022)[3]G. Gong et al., Phys. Rev. Materials. 5, 034405 (2021)

P2- 12
ガスソース分子線エピタキシー法による GdTiO3/EuTiO3ヘテロ構造の非相反輸送特性
Nonreciprocal transport properties of GdTiO3/ EuTiO3
heterostructures grown by gas-source MBE
東大院工 A,理研 CEMS B，東大東京カレッジ C○

高原規行 A, B,高橋圭 B,十倉好紀 A, B, C,川﨑雅司 A, B

【背景】異なる物質間で作製されたヘテロ界面では、空間反転対称性の破れに由来した非自明なスピン構造の発現や非相反輸送現象など興味深い性質を示す[1]。ここで非相反輸送現象とは、界面での分極と電流に直交した磁場を印加することで界面の Rashba 型バンド分散に非対称性が生じ、電気伝導（抵抗）が電流の正負の方向によって変化する非線形応答である(図 1(a))。本研究では磁性ペロブスカイト酸化物 EuTiO3(ETO)と GdTiO3(GTO)による極性界面を作製し、界面の磁化と分極に着目した輸送特性の研究に取り組んだ。ETO は TN ~ 5.5 K で Eu2+の 7 µB の磁気モーメン
トが反強磁性転移する磁性半導体である。GTO は、TC ~ 30 K で Gd3+の 7 µB の磁気モーメントが強磁性的に揃う（強磁性的な Ti3+ のスピンと反平行に揃うフェリ磁性）Mott 絶縁体である。
Gd3+Ti3+O3/ Eu2+Ti4+O3 ヘテロ構造では価数の不整合性に由来した界面電子ドープが期待でき、フェリ磁性体と反強磁性体の界面付近にだけ伝導電子が存在する特殊な系である。GTO/ETO ヘテロ構造を作製し輸送測定をしたところ、薄膜全体のマクロな磁化とは全く異なる異常ホール抵抗が現れた。また非相反輸送測定では、界面の磁化と分極に由来した特徴的な非相反伝導の観察に成功した。
【実験と結果】ガスソース分子線エピタキシー法で GTOと ETO のヘテロ構造を、ETO 膜厚を変化させて LSAT(001)
基板上に作製した。GTO、ETO 単層膜はどちらも絶縁体であるのに対して、GTO/ETO ヘテロ構造は金属的挙動を示
し、界面における電子ドープを確認した。GTO/ETO ヘテ
ロ構造の入力交流電流の倍周波成分の抵抗（非相反抵抗：R2）を測定したところ、低温で図 1(b)のような磁場依存性が得られた。低磁場でピークを取り、高磁場領域ではゼロへ減衰する磁場依存性は、(Ge, Mn)Te バルク強磁性極性半導体等で報告されているマグノン由来の非相反輸送現象に特徴的であり、人工的な磁性・極性共存界面において初めて実現した成果である[2]。
[1] D. Choe et al., Nat. Commun. 10 (2019).
[2] R. Yoshimi et al., PRB 106 (2022).

Fig. 1 (a) A schematic of nonreciprocaltransport in a polar interface system.
(b) Magnetic field dependence ofnonreciprocal resistance for GTO (5nm)/ETO (15 nm) bilayer film.

P2- 13

Tuning of transition temperature by metal substitution on a rubidiummanganese-hexacyanidoferrate
Ohkoshi Laboratory, Department of Chemistry, School of Science,
Yoshinori Tanaka, Yugo Nagane, Yuuki Mineo, Kenta Imoto,Koji Nakabayashi, Shin-ichi Ohkoshi

Phase-transition in solid state has been getting researchers’
attention because of the possibility as the functional switchingmaterials. Cyanido-bridged metal assemblies have been reported asphase transition materials by various external stimuli. Rubidium
manganese hexacyanidoferrate (RbxMn[Fe(CN)6]y · zH2O,
RbMnFe), which has the three-dimensional cyanido-bridged
structure, shows not only the charge-transfer phase transition but
also interesting physical properties such as the ferromagnetism,
SHG. Moreover, an analogue of this material was reported to havebarocaliric effect.[1] For using this material, the control of thetransition temperature and the bistability at room temperature are theimportant factors to control transition temperatures. In this work, we
synthesized partially-metal-substituted RbMnFe with manganese
ion replaced by cobalt or zinc ions (Co 4%, 8%, Zn 4%, 8%).
Partially-metal-substituted RbMnFe were prepared by amodified method of the previous study.[2] Chemical formulae were
determined by the elemental analyses using the CHN standard method
and inductively coupled plasma mass spectrometry. Rietveld analyses
for powder XRD patterns revealed crystal structures. Furtermore, we
could observe the tendency of decreasing lattice constants as metal

Fig1: (Upper) The structure of the hightemperature phase of RbMnFe.
(Lower) The change of the lattice constants
depending on substitution ratio.

substitution ratios increase because of smaller ion size than that of Mn.(Fig1) This is one of the proofs that themetal substitutions were succeeded because the ion radii of zinc and cobalt are smaller than that of manganese. The
product of the molar magnetic susceptibility (χM) and temperature (T) vs. T plot of the compounds exhibited thechange of the transition temperatures from the original value. In the samples with the higher substitution ratio, Znsubstituted samples have the lower transition temperature, while Co-substituted samples have the higher transition
temperature. Espesially, Co 8% shows the bistability at the room temperature.
[1] H. Tokoro, S. Ohkoshi, Dalton Trans., 40, 6825 (2011), S. Ohkoshi, et al., Nat Comn., 14, 8466 (2023).
[2] S. Ohkoshi, et al., Chem. Mater., 17, 61 (2005).

P2- 14

Altermagnet 候補物質 Fe(Sb1-xTex)2 の磁気構造と物性
Magnetism and electron transport properties in an altermagnet Fe(Sb1-xTex)2
工学系研究科 物理工学専攻 関研究室 A, 東大物性研 B
摂待裕生 A, 高木里奈 B, 北折曉 A, Nguyen Duy KhanhA, 齋藤開 B, 中島多朗 B, 関真一郎 A

近年、collinear な反平行スピン配列と特殊な結晶構造の組み合わせによって時間反転対称性の破れた反強磁性体（Altermagnet）が、強磁性体とよく似た物質機能を磁化ゼロで実現できることが理論的に提唱され[1, 2]、新しいタイプの磁性体として大きな注目を集めている。電気伝導性を示す Altermagnet は
まだ報告例が非常に少ないが、基底状態で大きな仮想磁場・スピン分裂を生じる新たな候補物質として、FeSb2 を部分的に元素置換した系が理論的に提案されている[3]。

そこで本研究では、こうした Altermagnet 特有の物性を実現する舞台として Fe(Sb1-xTex)2に注目し、その磁気構造や電気輸送特性を詳細に調べた。偏極中性子散乱実験による磁気構造解析の結果、x = 0.16 では a 軸方向にスピンが向いた collinear な反強磁性体秩序が実現していることがわかった。この磁気構造は、b 軸方向の仮想磁場の発現を許容する対称性になっており、実際に対応した大きな自発ホール効果を観測することに成功した。講演では、電子構造や組成依存性などの詳細についても議論する予定である。

図：a, Fe(Sb0.84Te0.16)2の磁気構造。
b, 10 Kにおける磁化、ホール伝導度、電気伝導度の磁場依存性（B || b）。

[1] L. Šmejkal et al., Science Advances 6, 8809 (2020).
[2] L. Šmejkal et al., PRX 12, 031042 (2022).
[3] I. Mazin et al. PNAS, B 118(42), e2108924118 (2021)

P2- 15

Anomalous Peak Effect in Superconductor with Splayed Columnar Defects
Department of Applied Physics, The University of Tokyo
W. Li, R. Sakagami, S. Pyon, and T. Tamegai
Improving the critical current density (Jc) of superconductors is crucial for their practical applications. The
limitation of Jc arises from the motion of vortices in superconductors. Introducing artificial defects into
superconductors is an effective way to suppress vortex motion and enhance Jc. Due to the similar structure withvortices, columnar defects are effective pinning centers to suppress the motion of vortices. Particle irradiation
stands out as a highly effective way to introduce columnar defects in superconductors, leading to strong Jc
enhancement in high-temperature superconductors [1-2]. Other than the improvement in Jc, anomalous peak effects
located at ~ 1/3BΦ (BΦ is a dose equivalent matching field relates to the density of columnar defects) have also beenreported [1-2]. The origin of the anomalous peak effect is unclear at present. In this study, bimodal splayedcolumnar defects were introduced in NbSe2 single crystals. Magnetization measurements revealed the formation of
the anomalous peak effect as shown in Fig. 1. The peak effect becomes sharper with an increase in the splay angle
and finally it is gone at large splay angles. To understand the mechanism why the peak becomes sharper, numericalcalculations are performed. The field dependence of magnetic moment of a disk-shaped superconductor where the
Jc is considered to be a function of the angle and external field are calculated. The simulation results are consistent
with the experimental results. By analyzing the Jc distribution on the surface of the disk-shaped superconductor, it
is found that the formation of non-uniform Jc can be one of the good reasons to explain why the peak becomes
sharper with increasing splay angle.

Fig.１Magnetic field dependence of normalized magnetization (normalized by maximum magnetization) for
NbSe2 single crystals irradiated by 2.6 GeV U for various θCD with BΦ = 2 T + 2 T at T = 4 K.
[1] L. Civale et al., Phys. Rev. Lett. 67, 648 (1991).
[2] A. Park et al., Phys. Rev. B 97, 064516 (2018).

P2- 16Structure and function analysis of the periplasm ferric siderophore-binding
proteins from Vibrio species
Graduate School of Agricultural and Life Sciences, Department of Applied Biological Chemistry
Jinyan Jiang, Peng Lu, Suguru Okuda, Hideaki Itoh, Ken Okamoto, Michio Suzuki, Koji Nagata
Vibrio is a genus of ubiquitous bacteria that inhabit a wide range of aquatic and marine environments and cause
seafood contamination and infectious diseases in humans. Therefore, there is an urgent need to find new strategies toaddress this problem. Iron (Fe) is an essential micronutrient for all living microorganisms. Therefore, the inhibitionof bacterial iron uptake is a promising way to inhibit bacterial growth. Due to the low solubility of iron in water atneutral pH, bacteria have evolved various transporters to take up ferric and ferrous ions and their siderophore
complexes.

Fig.1 Schematic of ferric-citrate transport; overall structure and key amino acid residues in binding site of FecB.
Here, we reported a conserved periplasmic binding protein crystal structure of FecB from V. alginolyticus. To
elucidate the ligand selectivity of FecB, we measured its binding affinity to different ions. In addition, tryptophan
quenching assays were performed to evaluate the binding affinity with KD values of the protein to different ligands.
The results showed that the ferric iron recognition of FecB is significantly dependent on citrate. Besides, key aminoacid residues were identified to clarify the binding mechanism of ferric citrate to the FecB protein. Knockout the fecB
gene in the wild-type strain resulted in severely impaired growth of the bacteria. Inhibitor discovery for the FecB
protein was performed through virtual screening. This work showcased the structure and function of conserved ferriciron-binding protein FecB. These findings enhanced a better understanding of the importance of PBP protein diversity
and provided a rationale for identifying drug targets to inhibit pathogen infection.

P2- 17

Quantum oscillations and Odd-parity Magnetoresistance in
α-Sn/(In,Fe)Sb heterostructure1

東大電気系, 2JST PRESTO, 3 東大 CSRN, 4 東大 NanoQuine
堀田智貴 1, Le Duc Anh1,2,3, 田中雅明 1,3,4

Topological Dirac semimetal (TDS) has generated much attention for its robust and versatile topological nature.
Recently our group has established epitaxial growth of TDS α-Sn on InSb and revealed its topological property [1].
Our interest in this study is breaking time-reversal symmetry (TRS) in -Sn by inducing ferromagnetism. Our group
has developed ferromagnetic semiconductor (FMS) (In1-x,Fex)Sb, whose Curie temperature (TC) is higher than roomtemperature [2]. By growing α-Sn on (In1-x,Fex)Sb, we can expect to induce TRS breaking in α-Sn.
We have grown TDS α-Sn / FMS (In1-x,Fex)Sb (x = 14%, TC = 300 K) heterostructures by molecular beam epitaxy.
Magnetoresistance up to 14 T clearly shows Shubnikov-de Haas (SdH) oscillation with a single band of which
effective mass (m*) is 0.16m0, mobility (𝜇) is 1,300 cm2/Vs, and Berry phase (𝛽) is 0.65𝜋 (linear dispersion).
Aside from quantum oscillation, we have observed odd-parity magnetoresistance (OMR) in our heterostructure,
which is usually an even function of magnetic field (B) by Onsager reciprocal relation. OMR magnitudes reported
thus far were too small (< 1%) for realistic applications. In this study, we have discovered giant OMR as large as
2,000%. The OMR reaches maximum when B is applied parallel to the current, excluding the contribution of Hall
effects as a possible origin. When rotating the direction of B, angular dependence of the OMR is well explained by amodel that considers a tilt term in the Weyl Hamiltonian induced by the TRS breaking [3] (Fig. 1). This model is also
consistent with our other findings such as TRS breaking indicated by the hysteresis in magnetoresistance, presenceof linear-dispersion band components by SdH oscillations, and band structure predicted by our first-principles
calculation. Our result will be promising for realistic applications of OMR to unidirectional magnetic sensors.

Fig. 1. Angle dependence of odd-parity magnetoresistance. (left) Experimentally observed angle dependence of
OMR. (right) Theoretically predicted angle dependence of odd-parity current density in tilted Weyl cone model [3].
[1] L. D. Anh, et al., Adv. Mat. 33, 2104645 (2021). [2] N. T. Tu, et al., Appl. Phys. Express. 11, 063005 (2018).
[3] A. Kundu, et al., New J. Phys. 22, 083081 (2020).

P2- 18

極低温(4.2 K)における pn 接合ダイオード特性の決定要因
Characteristics of pn junction diode at cryogenic temperatures
工学系研究科 マテリアル工学専攻 内田研究室
吉永 啓人, 宮尾 知寿，内田 建

量子コンピュータの大規模集積化のためには，量子ビット制御用 CMOS 回路を極低温(4.2 K)で動作させる必要がある[1]．pn 接合は CMOS の基本要素であり，その極低温での特性理解はデバイス動作の基
礎的な知見として重要である．また，pn 接合ダイオードは，低温を含む広い温度領域で温度計として広く用いられているが，極低温領域での電流－電圧特性については必ずしも完全に理解されている訳では無い．本研究では，現代の CMOS に用いられる高ドナー濃度（6×1017 cm-3 程度）の n ウェル上の p+n接合ダイオードの電気特性を評価し，数値シミュレーションと比較することで，特性の決定要因について考察した．
温度に依らず立ち上がりの特性は，n ウェルへの熱的な少数キャリア注入で制限されている（図１の①）．30 K 程度以上では，室温と同じく pn 接合抵抗は拡散障壁によって主として決定しており，電流はShockley のダイオード方程式に従う．一方，30 K 未満では少数キャリアの拡散障壁が熱エネルギーに比べて大きい．そのため，先行研究[2]で報告された通り，少数キャリア（正孔）が空乏層を介して深い準位へトンネルしてトラップされ，多数キャリア（電子）と再結合する Trap-Assisted Tunneling の寄与が大きくなる．極低温ではこのトンネル抵抗が支配的になるため，低電流領域での温度依存性が少ない．
30 K 未満では，指数関数的に減少する理想ダイオード抵抗と，n ウェル抵抗とが同程度になる点で，特性の屈曲が起こる（図１の②）．よって屈曲点以降は，n ウェル抵抗の特性により支配されるが，依然としてバイアスで増大する n ウェル抵抗への少数キャリア注入のため，特性は非オーミックになる．
また，30 K 未満では，n+n 界面障壁に対して熱エネルギーが小さいため，n+領域への正孔注入は制限
され，n+n 界面近傍に正孔の蓄積が生じる．正孔の注入量の増

100+

度を上回ると，n 近傍が部分的に高水準注入の状態となる．これに対して電荷中性を保つために n+から電子が注入されて多数
キャリア電流が急増することで，全電流の急増が起こる（図１の③）．実際，ゲート付き p+n 接合ダイオードを用いて，ゲート電圧を空乏側に印加することで n+n 界面障壁を高くすると，この電流の立ち上がりがより低電圧で起こることが確認できた．
最終的に，電子・正孔両キャリアの注入がデバイスの全域にわたって高水準になると，再び電流の飽和が起こる（図１の④）．

Current (A)加により，この蓄積が n ウェルの熱平衡状態の多数キャリア密

10-3

④
③

10-6

②
300 K - 4.2 K
①

10-9

10-12
0

1

2
3
4
Voltage (V)
図1. p+n 接合ダイオード特性の温度依存性[1] E. Charbon et al., 2016 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), San Francisco, CA, USA, 2016,
pp. 13.5.1-13.5.4 [2] Y. M. Shwarts et al., Sensors and Actuators, 76, 107–111 (1999)

P2- 19

ハーフホイスラー型 RAuSn におけるスピン偏極バンドの外場制御と超巨大磁気抵抗効果
東大工A,理研CEMSB,東大東京カレッジC
上田健太郎A, Tonghua YuA,B,平山元昭A,B,
Markus KrienerB,田口康二郎B, 有田亮太郎A,十倉好紀A,B,C
Magnetic-field control of band spin texture and colossal magnetoresistancein half-Heusler RAuSn
Dept. of Appl. Phys., Univ. of TokyoA, RIKEN CEMSB, Tokyo College, Univ. of TokyoC
Kentaro UedaA, Tonghua YuA,B, Motoaki Hirayama A,B, Markus KrienerB,
Yasujiro Taguchi B, Ryotaro AritaA, Yoshinori Tokura A,B,C

空間反転対称性の破れた結晶における電子バンドのスピン分裂は、次世代
スピントロニクスに有望であるため盛んに研究されている。このような運動量空間におけるスピンテクスチャーは、一般に系の対称性や元素固有のスピン軌道相互作用に依存するため、外場による制御は困難と考えられていた。
そこで本研究では、反転心のないハーフホイスラー型金属間化合物
RAuSn(R=Ho, Er, Tm, Lu)に着目し、外場によるスピン偏極バンドの制御を目指した。希土類イオン置換による 0.9%の微小な格子定数の縮小（化学圧力）にもかかわらず、三桁にわたる大きな抵抗率の変化を観測した（図 a）。一方、磁場をかけるといずれの磁性化合物でも同様に抵抗率が減少し、残留抵抗率
1 𝝁𝛀cm 以下の異常に高い移動度を持つ半金属となった（図 b）。これは、磁場で偏極した R 磁気モーメントがバンドの交換分裂を起こし、ワイル点に起因したスピン偏極フェルミ面を生じさせることに起因する[1]。さらに、
LuAuSn において、非磁性にもかかわらず量子振動成分が強く温度依存する様子が観測された（図 c）。これは、ドレッセルハウス型のスピン軌道相互作用による ∆𝐃 = 2.3 meV もの巨大なスピン分裂を示唆している。以上の結果は、本系が様々な
スピン偏極バンドを有するバルク物質である
ことを示している。
[1] K. Ueda et al. Nat.
Commun. 14, 6339
(2023).

a. ゼロ磁場での抵抗率の温度依存性、b. 磁場下での抵抗率の温度依存性、c. LuAuSn における量子振動振幅のフーリエ変換

P2- 20

アンダードープ Bi-2223 における位相無秩序転移の検証
Phase-disordering transition in underdoped Bi-2223
低温科学研究センター・研究開発部門
藤井 武則
通常の超伝導体においては、温度が Tc を超えて上昇すると、通常の金属状態になる。そこでは、超伝導の秩序変数Ψの振幅|Ψ|が消滅し、振幅のない状態では位相θは意味を持たない。一方、銅酸化物高温
超伝導体においては、Tc 以上の常伝導状態がどのようなものかは、未だ様々に議論されている。その解釈の一つに、秩序変数Ψの振幅|Ψ|は有限であるが、位相θが破壊されて常伝導状態が現れる、いわゆる「位相無秩序超伝導状態」が考えられている。我々は、3 層系 Bi-2223 を用いて、アンダードープにおける輸送特性の測定を行ってきた。その過程で I-V 特性に KT 転移の兆候を見出した。KT 転移では、転移温度（TKT）以上において、渦と反渦が熱的に励起されるため超伝導の位相秩序が破壊され、「位相無秩序超伝導状態」が実現していると考えられる[1]。
図１にアンダードープ Bi-2223 における転移点近傍における I-V 特性の log-log プロットを示す。低電流側での直線的な振る舞いから、V ∝Iαの関係が示される。冪指数αは、86K 以上では、α= 1 とな
り、電圧 V が電流 I に比例しているが、ゼロ抵抗で定義した Tc = 78K 以下でαは 3 を超える。このこと
は、超伝導転移温度直下で KT 転移が起きていることを示している。
図 2 に同じ試料の磁気抵抗率とホール抵抗率の温度依存性を示す。磁気抵抗は高温超伝導体特有の裾を引く振る舞いを示し、15K～30K まで有限の値を示すが、ホール抵抗率は、50K 辺りで消失する。このことは、KT 転移により生成された渦と反渦の存在を示唆する。渦と反渦が磁場印可によって生成される渦の数よりはるかに多く、渦と反渦がほぼ同数の時、磁気抵抗はこれらの寄与の足し算になるが、ホール抵抗はキャンセルアウトされるため、有限の磁気抵抗率と、ホール抵抗率の消失が観測されると思われる。

0.0001
10

-5

10

-6

0.6

10
0.0001

0.001

0.01

0.4

200

Tc=78 K

0T
1T
3T
6T
9T

60

100

0.2

0.1

I (A)

[1] Marcel Franz: Nature Physics 3, 686 (2007)2040

2223 の転移温度付近の I-V

400
300

0

α=3

-7

図 1: ア ン ダ ー ド ー プ Bi-

500

3T Hall
6T Hall
9T Hall

T (K)

80

100

ρab (µΩcm)

V (V)

0.001

600

0.8

ρxy/B (µΩcm/T)

0.01

85K
84K
83K
82K
81K
80K α=1
79K
78K
77K
76K
75K

特性
図 2: 各種磁場（B//c）下でのホール抵抗率を磁場で割0、及び面内抵った値（ρxy/B）-100

抗率（ρab）の温度依存性-200

P3- 01

多機能光学特性を持つ銅(Ⅰ)−ベンゾキノリン錯体の合成

Synthesis of copper(I)-benzo quinoline complexes
with multifunctional optical properties
理学系研究科
金﨑隆心

中村一輝

化学専攻

大越研究室

KunalKumal

中林耕二

大越慎一

Coordination polymers with metal ions bridged by cyanide and thiocyanide ligands not only allow for theconstruction of various structures, but also have a wide variety of functionalities.1 Some complexes with the d10
metals copper(I) and silver(I) exhibit luminescent properties. Luminescent copper(I) complexes have been actively
studied as a new inexpensive and highly efficient luminescent material that can replace luminescent materials basedon complexes with noble metals such as platinum and iridium. In this research, we synthesized and characterized acopper complex, CuSCN(bfq)2 (bfq: benzo-[f]-quinoline), with photo functional properties of luminescent properties
and a nonlinear optical effect of SHG.
The present compound was synthesized by dropping water into a DMF solution of CuSCN, KSCN, and Benzo[f]-quinoline, which precipitated as orange crystals. The crystal system was orthorhombic and the space group is
P212121. When irradiated with an excitation 356-nm light at 300 K and 77 K, it showed orange fluorescence. Since
the compound has the 1-D coordination network crystallized in a non-centrosymmetric P212121 spacegroup, it exhibits a second-harmonic generation (SHG) phenomenon. The relative SHG intensity was∼60% of the reference potassium dihydrogen phosphate.

b
O

O, a

a
c

b

c

N C

S

Cu+

bfq

Figure 1. Crystal structure of CuSCN(bfq)2. The coordination chain structure (left) and the
crystal packing structure (right).

[1] S. Ohkoshi, et al., Nature Communications, 14, 8466 (2023).
[2] K. Kumar, S. Ohkoshi, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 61, e202201265 (2022).

P3- 02

ビスマスにおける楕円偏光誘起異常 Hall 効果
Elliptically polarized light-induced anomalous Hall effect of bismuth
東大理・島野研究室 A、長谷川研究室 B、東大工・求研究室 C、
東大物性研・岡研究室 D、低セ・研究開発部門 E
平井誉主在 A、吉川尚孝 A、谷内息吹 B、秋山了太 B、長谷川修司 B、
奥村駿 C、岡隆史 D、島野亮 A, E
ビスマスは非常に重い元素であり、極めて大きいスピン・軌道相互作用を有する物質として知られている。この大きなスピン・軌道相互作用に由来して結晶内の電子の運動量とエネルギーの関係(分散関係)
が通常の放物線的なそれとは異なり、ほぼ線形な関係が実現する。線形に近い分散関係に従う電子は素粒子物理における Dirac 方程式から導かれる性質に類似しているため「Dirac 電子」と呼ばれている[1]。
さて、近年ではこのような 3 次元 Dirac 電子を舞台に新たな機能性を生み出し制御する手法として「Floquet エンジニアリング」という枠組みが注目されている[2]。これは時間周期的な量子系に対して適用できる Floquet 理論を使って量子系を積極的に設計する概念だが、レーザー光のようなコヒーレントな
光で駆動される量子系はまさにこの Floquet エンジニアリングの対象であると言える。実際これまでの研究からビスマス薄膜試料を中赤外光で駆動した際の異常 Hall 効果の観測から Floquet 状態形成の兆候と思われる振る舞いを見出している[3]。また、理論的な考察から 3 次元 Dirac 電子における共鳴的な光駆動においては必然的に Weyl 状態と呼ばれる特殊な状態が現れ、Dirac 電子の異方性と光の楕
円率の組み合わせで複雑な Weyl 状態操作が可能であることを見出した[4]。
本研究ではこの楕円率を通したWeyl 状態の制御性の兆候を捉えるべ
く、ビスマスの単結晶薄膜試料に対して楕円偏光の中赤外光を照射し現れる異常 Hall 効果を測定した(図 1)。発図１．面内方位・楕円率ごとの Faraday 回転のダイナミクス

表ではこの結果とダイナミクスの解釈と Floquet エンジニアリングとの関係について議論する。
[1] Y. Fuseya, M. Ogata, and H. Fukuyama, J. Phys. Soc. Jpn. 84, 012001 (2015)[2] T. Oka and S. Kitamura, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 10, 387 – 408 (2019)[3] Y. Hirai et al., arXiv:2301.06072 (2023)[4] Y. Hirai et al., Phys. Rev. Research, in press (2024)

P3- 03
Topological Dirac semimetal α-Sn / superconducting β-Sn in-plane
heterostructures by laser lithography
所属

1

東京大学工学部電気電子工学科田中大矢研究室、2PRESTO, Japan Agency of Science
3and Technology、 東京大学スピントロニクス学術連携研究教育センター
氏名 佐伯崇寛 1、石原奎太 1、レ デゥック アイン 1,2,3、田中 雅明 1,3Heterostructures of superconductor/topological materials have garnered attention as platforms of unconventional
superconductivity. Among various topological material candidates, α-Sn is particularly compelling due to its
capability to manifest a wide range of topological phases, ranging from a topological Dirac semimetal to a
topological insulator [1] Additionally, when subjected to elevated temperatures, α-Sn undergoes a phase transitionto β-Sn, which exhibits superconductivity at low temperatures (< 4 K). Recently, we demonstrated a new methodthat uses a focused ion beam (FIB) lithography to fabricate nanoscale α-Sn/β-Sn in-plane heterostructures.
However, the use of Ga ion beams causes visible damage to the superconducting β-Sn [2], which may degrade theperformance of potential superconducting devices.
In this study, we develop a new method to fabricate superconducting β-Sn/topological Dirac semimetal α-Snplanar junctions using a laser beam, which causes less damaging effect. Single-crystalline α-Sn thin films(thickness: 40 nm) are grown on InSb (001) substrates by molecular beam epitaxy (MBE). The α-Sn films are thenpartially transformed to β-Sn by laser irradiation using a laser writer. By irradiating a laser beam width of 300 nm
on an α-Sn thin film, we successfully fabricate β-Sn nanoscale structures such as a nanowire with a width t = 750
nm and a planar Josephson junction with two β-Sn electrodes separated by an α-Sn area of 200 nm (Fig.1). The
irradiated Sn (β-Sn) exhibits superconductivity below 4 K (Fig.2). The microscopic structures of the β-Sn/α-Sn arecharacterized by transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM). These
characterizations confirm the formation of β-Sn areas and good β-Sn/α-Sn interfaces inside the α-Sn thin film,
which are largely improved compared with those fabricated by FIB. This demonstration opens a new way tofabricate planar superconductor/topological material nanostructures and devices based on the elemental Sn
platform.
This work was partly supported by Grants-in-Aid for Scientific Research, CREST program and PRESTO
Program of JST, UTEC-UTokyo FSI, Spintronics Research Network of Japan (Spin-RNJ).

Fig. 1: Optical microscope image of a β-Sn
nanowire with a width of 750 nm (left) and aβSn-αSn-βSn Josephson junction with awidth of 200 nm (right).

Fig. 2: Temperature dependence of theresistance of an laser-irradiated Sn area (βSn) and as-grown Sn area (α-Sn).

References[1] L. D. Anh, K. Takase, T. Chiba, Y. Kota, K. Takiguchi, and M. Tanaka, Adv. Mater. 33, 2104645 (2021).
[2] K. Ishihara, L. D. Anh, T. Hotta, K. Inagaki, M. Kobayashi, and M. Tanaka, arXiv: 2308.00893 (2023).

P3- 04

Synthesis and Characterisation of ε-Fe2O3@Prussian Blue
Composite Nanoparticles and their Annealing Products
Ohkoshi Laboratory, Department of Chemistry, School of Science, University of Tokyo
Jessica MacDougall, Asuka Namai, Marie Yoshikiyo, Shin-ichi Ohkoshi
Epsilon iron oxide (ε-Fe2O3) has attracted considerable attention as a hard ferrimagnetic material, due toits significant magnetic anisotropy [1,2]. Traditional methods for synthesizing ε-Fe2O3 use stabilising matrices suchas SiO2 and require high temperatures (800 - 1300 °C) to achieve high purity. In this presentation, we discuss thesynthesis, properties and annealing products of a composite material consisting of ε-Fe2O3 nanoparticles contained ina Prussian blue (PB) nanocrystal matrix [3].
This new composite, denoted ε-Fe2O3@PB, was synthesized by addition of HCl and K4[Fe(CN)6] to an
aqueous dispersion of ε-Fe2O3 nanoparticles (Fig. 1a). The acid releases Fe3+ ions from ε-Fe2O3 nanoparticle surfaces
which subsequently react with K4[Fe(CN)6], forming a PB coating. Transmission electron microscopy (TEM)
revealed ε-Fe2O3@PB co mprises of ε-Fe2O3 nanoparticles (ca. 22 nm) surrounded by a PB nanocrystal shell (Fig.
1c). Powder X-ray diffraction (PXRD) shows the sample composition to be 27 % ε-Fe2O3 and 76 % PB. Temperaturedependence of the magnetisation of ε-Fe2O3@PB from 300 K to 2 K showed the usual reduction in magnetisation of
ε-Fe2O3 below 150 K was mitigated in the composite material. Annealing ε-Fe2O3@PB at 300 °C and 500 °C for 2
hours, resulted in sample-300 and sample-500 respectively. PXRD analysis of sample-300 showed a compositionof 30% γ-Fe2O3 and 70% ε-Fe2O3, whereas sample-500 contains 86% ε-Fe2O3 and 14% α-Fe2O3. Magnetic
measurements showed Sample-500 has the hard magnetic character of ε-Fe2O3 (Fig. 1c). This transformationsuggests the PB phase of ε-Fe2O3@PB has converted to ε-Fe2O3 with substantial high purity at low temperatures.
TEM images of sample-500 featured large angular particles with lattice spacing characteristic to ε-Fe2O3. The
presence of ε-Fe2O3 nanoparticles within the PB phase is thought to act as seeds, facilitating the formation of ε-Fe2O3
from PB. Considering that
ε-Fe2O3

synthesis

typicallyrequires temperatures above
1000 °C, our findings indicatethat seed-mediated synthesis at
lower temperatures could offer
a more energy-efficient routefor producing ε-Fe2O3 in the future.

Figure 1. a) Synthesis schematic for ε-Fe2O3@PB, and annealing products,b) TEM images of the samples and c) hysteresis loop at 300 K of sample-500.

[1] J. Jin, S. Ohkoshi, K. Hashimoto, Adv. Mater., 16, 48 (2004). [2] M. Yoshikiyo, Y. Futakawa, R. Shimoharai, Y.
Ikeda, J. MacDougall, A. Namai, and S. Ohkoshi, Chem. Phys. Lett., 803, 139821 (2022). [3] J. MacDougall, A.
Namai, M. Yoshikiyo, and S. Ohkoshi, Chem. Lett., 52, 229 (2023).

P3- 05
Fabrication of spinel-type γ-Fe2O3 (111) epitaxial thin films
and their spin-wave propagation properties
S. Tang1, L. Yao1, M. S. Sarker1, H. Yamahara1, H. Tabata1,2, M. Seki1
Department of Electrical Engineering and Information Systems, Graduate School of Engineering,
University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan2
Department of Bioengineering, Graduate School of Engineering, University of Tokyo, 7-3-1 Hongo,
Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan
Spin-wave (SW) is expected to be a new means of information transmission with low energy
consumption. By utilizing the interference patterns among the SWs and manipulating their respective
amplitude and phase differences, the calculation can be performed with minimal energy consumption.
The development of materials that can propagate SW efficiently is an urgent issue in magnonics. The
spinel-type γ-Fe2O3 has been expected to be a promising candidate for such highly efficient SW
propagation.[1]Epitaxial thin films of γ-Fe2O3 were fabricated by a two-step pulsed laser deposition (PLD)
technique. In the first step, epitaxial Fe3O4 films were grown on SrTiO3(111) and Nb:SrTiO3 (111)by PLD. Then, these template Fe3O4 films were annealed in an ambient atmosphere, resulting in thetransformation into γ-Fe2O3. The crystalline structure of the films was investigated by the x-ray
diffraction, as shown in Figure 1.
We found that the thin films of γ-Fe2O3 fabricated by the two-step PLD process offer better
crystallinity compared with our previous study.[1] Consequently, the SW amplitude increased from
0.5 dB to nearly 10 dB. As shown in Figure 2, the surface etched the films showed the higher energy
transfer efficiency of the SW. From the results of FMR and SQUID measurements, we obtained thevalues of Gilbert damping constant, exchange stiffness, and uniaxial anisotropy of γ-Fe2O3 films of
1.7 × 10!" , 2.1 × 10!## J/m, and 1.2 × 10$ J/m3, respectively. The damping coefficient of γ-Fe2O3
is higher than that of conventional garnet-type ferrites [2]. However, its larger exchange stiffness andsaturation magnetization result in a higher SW frequency, which achieves a higher calculation
frequency, which makes γ-Fe2O3 a potentially promising material for future magnonics applications.
1

Acknowledgment

Fig. 2. XRD patterns of as-deposited andFig. 2. SW propagation spectrum of Fe2O3 thin films
annealed films.
This research was supported by Institute for AI and Beyond for the University of Tokyo, JST, CREST Grant Number
JPMJCR22O2, Japan, AMED under Grant Number JP22zf0127006, JSPS KAKENHI Grant Number JP20H05651,
JP22K18804, JP23H04099, JP22H01952. A part of this work is supported by Cryogenic Research Center.
References[1]S. Tang, M. S. Sarker, K. Ma, H. Yamahara, H. Tabata, M. Seki, Appl. Phys. Lett. 2021, 119, 082402.
[2]S. Klingler, A. V. Chumak, T. Mewes, B. Khodadadi, C. Mewes, C. Dubs, O. Surzhenko, B. Hillebrands, A. Conca,
J. Phys. D: Appl. Phys. 2014, 48, 015001.

P3- 06
Protein-protein interaction analysis of African swine fever virus
multigene family proteins
Lab of Food Biotechnology and Structure Biology
Jiaqiao Zhou, Peng Lu , Okuda Suguru, Okamoto Ken, Suzuki Michio, Itoh Hideaki, andNagata Koji
African swine fever (ASF) is a highly contagious viral disease of domestic pigs and wild boars. The spread of
ASF has caused enormous economic losses to the swine industry. The causative agent of ASF, African swine fever
virus (ASFV), is a double-stranded DNA virus with an icosahedral morphology. It is the sole member of the
Asfarviridae family and belongs to nucleocytoplasmic large DNA virus (NCLDV) superfamily.
Multigene families (MGFs) are a group of genes distributed at both terminal ends of the ASFV genome. They
are divided into five families based on protein size: MGF100, MGF110, MGF300, MGF360, and MGF505. Gain orloss of MGFs causes variation in genome length and virulence in different ASFV strains [1]. Some MGF members
are missing in low virulent strains, indicating their association with ASFV virulence. Some of the MGF proteins
have been shown to be important in evading the host immune response after infection, which made them potential
targets for vaccine development. An approved ASF vaccine used in Vietnam, AVAC, is produced by removing six
MGF360 and MGF505 members from the ASFV Georgia 2007/1 genome.
Despite the previous progress, most MGF proteins have not been characterized structurally or functionally. In
this research, the protein-protein interactions (PPIs) between 47 MGF members of ASFV Georgia 2007/1 wasstudied. The research contained two parts: complex structure prediction using AlphaFold-Multimer and in vivo
screening using yeast two-hybrid (Y2H). In the prediction part, the structures of 47 homodimers and 1081
heterodimers were predicted. All the predicted structures were scored using model confidence. In the Y2H assay,
sequences of 47 MGF proteins were inserted into pGBKT7 and pGADT7 vectors. Recombinant pGBKT7 andpGADT7 plasmids were then transformed into two yeast strains, AH109 and Y187. The yeast cells were mated toform diploids. If the diploid cells carried a pair of interacting proteins, they could grow on selection media.
The prediction results indicated that MGF360-1Lb and MGF360-19Rb may interact with some MGF360 and
MGF505 members. On contrast, Y2H results suggested that mutual interactions existed between MGF300-1L,
MGF360-11L, and MGF505-3R. A series of unidirectional interactions were also confirmed. Notably, MGF110-5L6L was found to autoactivate the reporter genes when fused with the DNA-binding domain, suggesting that it may
function as an activation domain in the yeast nucleus. The difference in the results may indicate the limitations of
the prediction methods when applied to ASFV MGF proteins, which have little similarity to other known proteins.

[1] Krug PW et al., J Virol. 89 2324-2332(2015)

P3- 07

Spin Polarization and Magnetoresistance in a Si-based Spin MOSFET
東京大学工学系研究科電気系工学専攻 田中・大矢・中根研究室
工学系研究科 スピントロニクス学術連携研究教育センター
佐藤 彰一、田中 雅明、中根 了昌
Si-based spin MOSFETs [1-4] have been actively studied owing to their potential applications to low-powerelectronics leveraging nonvolatility. A significant challenge currently faced for practical applications is insufficientmagnetoresistance (MR) ratio (<0.2% [2-4]). To address this issue, Fe/Mg/MgO/SiOx/n+-Si junctions are promisingas they can generate a high spin polarization PS (~42%) of electrons in n+-Si substrates [5]. Our previous study
revealed that the PS value decreases with increasing the junction voltage drop VJ. Considering that the junction
resistance RJ decreases with increasing VJ, it is important to clarify how the MR ratio is enhanced when this junction
structure is used for a spin MOSFET device by characterizing both PS value and MR ratio with various VJ values.
Figure 1 shows our spin MOSFET structure that has
Fe(3 nm)/Mg(1 nm)/MgO(1.2 nm)/SiOx(0.2 nm)/n+-Si for thesource (S) and drain (D) junctions, a p-type 8-nm-thick Si for
the inversion channel, and a buried SiO2 layer for the gate
dielectric. First, the spin-valve signal ΔVSV was estimatedfrom the change in VDS with a constant current ISD (= −4 ~ 4mA) and a gate voltage VGS = 40 V, and a sweeping in-planemagnetic field H//. Then, PS was estimated from ΔVSV using
the same method as shown in our previous papers [3,4]. Other

Fig.1 Schematic illustration of our spin
MOSFET structure and measurement setup.

parameters were calculated as follows: VJ = [VDS – ISD×(channel
resistance)]/2 and the MR ratio = ΔVSV/VDS.
Figure 2 shows PS (blue dots, left axis) and MR ratio (reddots, right axis) plotted as a function of VJ, in which PS has apositive peak at |VJ| = ~0.3 V. A distinctive feature is that a highPS value of ~48% is achieved in the spin MOSFET. On the other
hand, the MR ratio has a positive peak of 0.35% at |VJ| = ~0.8 V
and the peak position is higher than that for PS. From detailed
analyses we found that the MR ratio is limited by the large
parasitic resistance of RJ when |VJ| = ~0.3 V, despite the high PS
value. Therefore, a matching of these two peaks at the same VJ
value is required to further enhance the MR ratio.

Fig.2 Spin polarization PS (left axis) and the
MR ratio (=ΔVDS/VDS) (right axis) as afunction of the junction voltage drop VJ.

[1] S. Sugahara and M. Tanaka, Appl. Phys. Lett. 84, 2307
(2004). [2] T. Tahara et al., APEX 8 113004 (2015). [3] S. Sato et al., Phys. Rev. B. 99, 165301 (2019). [4] S. Sato etal., Phys. Rev. Appl. 18, 064071 (2022). [5] R. Nakane et al., Phys. Rev. Mater. 3, 024411 (2019). [6] Baisen Yu etal., JSAP Spring Meeting , 23p-E205-9 (2022). This work was partially supported by CREST of JST (No.
JPMJCR1777), Spintronics Research Network of Japan, and Grants-in-Aid for Scientific Research (Grant 23H00177).

P3- 08

空間反転対称性が破れた強磁性ワイル半金属 PrAlGe
における巨大磁気光学応答
Large magneto-optical responses of noncentrosymmetricferromagnetic Weyl semimetal PrAlGe
工学系研究科・物理工学専攻・高橋研究室
正力健太郎, 横井滉平, 臼井秀知, 岡村嘉大, 中岡優大,
村川寛, 酒井英明, 十倉好紀, 花咲徳亮, 高橋陽太郎

ワイル電子は、相対論的量子力学の枠組みで質量がゼロとなるフェルミ粒子であるが、空間反転対称性または時間反転対称性の破れとともにしばしば固体中においても発現することが明らかになってきている。電子バンドにおけるワイル電子は、異常ホール効果や第二次高調波発生、バルク光起電力効果に代表されるように、ベリー位相理論によって定式化された巨大な電磁気応答を引き起こす[1]。磁性体における光の偏光回転現象である磁気光学効果は、異常ホール効果の起源とみなすことが出来、例えば、内因性機構に由来した異常ホール伝導度は磁気光学効果を生むバンド間光学遷移によって決定される。従ってワイル点近傍の光学遷移によって、異常ホール効果と同様に大きな磁気光学効果が引き起こされる[2]。
本研究では空間反転対称性が破れた強磁性ワイル半金属 PrAlGe においてワイル電子に由来した磁気光学応答の探索を行った。この物質は転移温度以下で時間・空間対称性を共に破っており、その対称性に由来してフェルミ準位近傍(100 meV 以下)に 160 個以上と非常に多くのワイル点が存在することが示唆されている[3]。従って電磁気応答に巨大な効果が期待され、輸送測定では 530 Ω-1cm-1 と大きな異常ホール効果が観測されている(図 1 赤丸)。遠赤外から可視光領域(40– 2000 meV)の広帯域磁気光学分光を行った。磁気光学測定から求まる光学ホール伝導度xy()を図 1 に示す。

xy()の虚部のスペクトルにおいて、矢印で示した 0.4
eV を中心とするブロードな共鳴構造が観測された。第一原理計算との比較により、観測された共鳴応答はワ
イル点をまたぐ光学遷移に由来した応答であることがわかり、輸送測定で観測される巨大な異常ホール効果に 6 割程度の寄与を及ぼすことが明らかとなった。
[1] L. Wu et al., Nature Physics 13, 350 (2017).
[2] Y. Okamura et al., Nat. Commun. 11, 4619 (2020).
[3] G. Chang et al., Physical Review B 97, 041104(R) (2018).

図１：PrAlGe の光学ホール伝導度スペクトル(赤色・青色実線)と異常ホール効果(赤丸)。

P3- 09
アーク溶解法による金属置換型ラムダ酸化チタンの合成と熱および圧力誘起相転移
Heat- or pressure-induced phase transition of metal-substituted
lambda-Ti3O5 synthesized by arc-melting method
理学系研究科化学専攻大越研究室
川上航太郎、吉清まりえ、Fangda Jia、大越慎一
Trititanium pentoxide (T3O5) has five phases, α-, β-, γ-,
δ-, and λ- phase. λ-Ti3O5 was discovered by our laboratory
in 2010 [1]. It shows a reversible phase-transition by heator pressure with β-Ti3O5. Pressure induces phase transition
from the λ-phase to the β-phase accompanying heatrelease. On the other hand, heat induces transition from the
β-phase to the λ-phase accompanying heat absorption

Figure 1. Concept of long-term heat-storage ceramics
based on λ-Ti3O5.

(Figure 1). From such characteristic, λ-Ti3O5 is drawing attention as a long-term heat-storage material, which stores
heat for a prolonged period and release it only on demand by applying pressure [2-4]. Recently, metal-substitution
on λ-Ti3O5 has been investigated to tune the heat-storage properties [5-7]. In this presentation I report the synthesis
of Al- or Zr-substituted λ-Ti3O5 by arc-melting method.
We synthesized Al- or Zr-substituted λ-Ti3O5 (λ-AlxTi3-xO5 or λ-ZrxTi3-xO5) by arc melting method in the following
process. Metal Ti powder, rutile-TiO2, and Al2O3 or ZrO2 were mixed and pressed into a pellet. The pellet was put ona copper stage and the pellet and the copper stage were put in a chamber filled with low-pressure argon. In thechamber, the arc current was applied to the pellet and a hemisphere-shaped sample was obtained (Figure 2a). X-ray
diffraction (XRD) patterns of the obtained Al-substituted samples with different substitution ratios are shown in
Figure 2b. The non-substituted x = 0 was obtained as β-phase. However, by Al-substitution, λ-phase was obtained as
the major phase. The heat-storage temperature was measured by differential scanning calorimetry (DSC), whichshowed a decrease from 183 ℃ of x = 0 to 99 ℃ of Al x = 0.09. Zr-substituted samples showed similar trends as
those of Al-substituted series with decrease of heat-storage temperature.

Figure 2. (a) Synthesis procedure by arc-melting method. (b) XRD patterns of Al-substituted samples. Right figure
shows the enlarged patterns.
[1] Ohkoshi, S. et al. Nat. Chem. 2 539-545 (2010). [2] Tokoro, H., Ohkoshi, S. et al. Nat. Commun. 6 (2015). [3]Ohkoshi, S et.al. Sci. Rep. 9 (2019). [4] Ohkoshi S. et al. Chem. Commun. 59 7875–7886 (2023). [5] Nakamura, Y.,
Ohkoshi, S. et.al. Sci. Adv. 6 (2020). [6] Ohkoshi, S et.al. Mater. Adv. 3 4824-4830 (2022). [7] Fangda J., Ohkoshi S.,
et al. Chem. Lett. 52, 748-751 (2023).

P3- 10尿酸トランスポーター高発現細胞の代謝物解析
Metabolite analysis of urate transporter high expressing cells
北山沙笑¹, 宮本大資 1,2, 久保裕亮¹, 佐藤奈々¹, 永田宏次¹, 安西尚彦 3, 市田公美 4,
岡本研¹¹農学生命科学研究科応用生命化学専攻・食品生物構造学, 2 日本医科大学付属病院・腎臓内科, 3 千葉大学大学院医学研究院・薬理学, 4 東京薬科大学薬学部・医療薬学科・病態生
理学教室
ヒト腎臓に発現する URAT1 (Urate Transporter 1)は、尿細管を構成する近位尿細管細胞の尿細管側に局在し、原尿中の尿酸を細胞内へ再吸収する主要なタンパク質として知られている。尿酸は乳酸などの有機酸と交換に輸送される（図１）。しかし、尿酸はヒトの生体内で利用されることのない化合物であり、URAT1 が再吸収する生理的意義は不明である。URAT1 が欠損した患者は、血中尿酸値が低いが、通常時は臨床症状は

図１. URAT1 の機能の模式図ない。しかし、激しい運動をした場合のみ運動後急性
腎不全という合併症を発症する可能性が高くなるという特徴を持つ。この合併症の発症機序は不明であり、治療法や予防法は確立されていない。当研究グループにおける先行研究[1]の結果から、URAT1 が生体のエネルギー通貨とも呼ばれる ATP の濃度を調節する機能を持つ可能性が示唆された。これらの背景から、本研究においては、URAT1 が細胞内の ATP 濃度に及ぼす影響およびそのメカニズムを解明
し、URAT1 の未知の重要な機能および運動後急性腎不全の病態について検討することを目的とした。
本研究では、ヒト腎臓由来の培養細胞の、URAT1 を高発現させた株と対照株を使用し、細胞内の ATPと乳酸を解析した。乳酸は URAT1 により排出されるだけでなく、激しい運動をしたときに細胞内に蓄積する化合物であり、運動後急性腎不全との関係が予想される。2 種類の細胞株を通常の条件と激しい運動をした状態に近い条件とで培養し、尿酸添加による細胞内の ATP と乳酸の濃度の変化を比較した。
その結果、ATP については URAT1 により尿酸が取り込まれると、通常の条件では ATP が減少するのに対し、激しい運動をした状態に近い条件では ATP が増加することが示された。乳酸については、URAT1
により尿酸が取り込まれると、通常の条件では有意な差が見られないのに対し、激しい運動をした状態に近い条件でのみ、乳酸が有意に減少することが示された。
これらの結果から、本研究において、URAT1 の機能としてこれまでは尿酸の再吸収にのみ着目されてきたが、乳酸の排出こそが重要な機能であり、激しい運動をしたときの ATP 合成の維持に寄与する可能性が示唆された。本研究の成果は、URAT1 欠損により発症する運動後急性腎不全の発症機序の解明、新たな治療法や予防法の開発に貢献し、多くの人々の健康に寄与することが期待される。
[1]Miyamoto et al., Biomedicines (2022)

P3- 11

トポロジカル超伝導 Fe(Se,Te)劈開薄片への軽元素修飾による影響
Effect of modification by light elements
on topological superconductor Fe(Se,Te) exfoliated flake
理学系研究科 物理学専攻
清水 翔太、秋山 了太、保原 麗、長谷川 修司

トポロジカル絶縁体を超伝導化すると、物質表面や縁にそれ自身が反粒子となるフェルミ
オン、マヨラナ粒子が現れ、これが環境擾乱に強く粒子の入れ替え履歴も記憶する（非可換エニオン）ことから、次世代の量子コンピューターのデバイスに資する物質群として大きな注目を集めている。そのトポロジカル超伝導体(TSC)の候補物質としては、CuxBi2Se3（カイラル p 波超伝導体）[1]や Pb/TlBiSe2（s 波超伝導体/トポロジカル絶縁体接合）[2]がこれまでに報告されている。しかし、未だ種類が限定的で、また超伝導転移温度(TC)はそれぞれ 3.8 K
及び 10 K 以下と低いことが課題である。その中で、2018 年に ARPES や STS によって TSCであると発表された Fe(Se,Te)は、Se/Te 比を調整すると TC は最大で 14 K にも達し TSC の中でも最も高い[3]。
Fe(Se,Te)はファンデルワールス層状物質であり、表面への吸着の他に原子や分子の層間へのインターカレーション(IC)が可能であると期待される。そこで、軽元素である水素などを IC すれば、キャリア密度とデバイ振動数の両方を増大できると考えた。実際、姉妹系の FeSe ではバルク
試料に溶液 IC 法で水素を IC し TC が 8 K から 44 K に上昇
した[4]。我々はアルカリ（土類）金属や水素などのドナー修飾も考え、更に高い TC を持つ TSC 実現を目指した。
まずバルク Fe(Se,Te)を超高真空下で劈開した面にクラ
図 1: 105 ラングミュアの水素修飾
ッキングした水素を照射し、in situ 独立 4 探針電気伝導測
有 り ( 赤 ) と 無 し ( 水色 ) に お け る
定装置で電気抵抗の温度依存性を測定した。その結果、図 1
Fe(Se,Te)の電気抵抗の温度依のように 105 ラングミュアの水素修飾をした試料では、水存性。
素修飾前と比較し常伝導抵抗が 0.52Ω/Sq.から 0.31Ω/Sq.へと顕著に低下し、TC は 10.2 K から 12.3 K へと上昇した。これは水素修飾によりキャリア密度、デバイ振動数が増加したことによると考えられる。発表では更に系統的なデータを元に議論する。
[1] Y. S. Hor et al., Phys. Rev. Lett. 104, 057001 (2010). [2] C. X. Trang et al., Nat. Commun. 11, 159 (2020).
[3] M.H. Fang et al., Phys. Rev. B 78, 224503 (2008). [4] Y. Meng et al., Phys. Rev. B 105, 134506 (2022).

P3- 12マイクロ RNA 前駆体 pre-miR-21 の構造平衡が成熟阻害剤 L50 の活性に及ぼす影響の NMR 解析
Effect of the structural equilibrium of a micro-RNA precursor
pre-miR-21 on the inhibitor activity of a maturation inhibitor L50
as investigated by solution NMR
大学院薬学系研究科・生命物理化学教室
西村 優平、徳永 裕二、竹内 恒【背景】癌の創薬標的である microRNA-21 は，前駆体である pre-miR21 が Dicer により切断されることで成熟する．環状ペプチド L50 は，
pre-miR-21 の Dicer 認識部位に結合することで切断を阻害する 1．近年，この部位に位置する Ade-29 のプロトン化に依存した pre-miR-21の構造平衡が見出され，存在比の小さいプロトン化状態は Dicer により高効率に切断される生理的に重要な状態であるとされた 2．しかし，L50 がプロトン化状態の pre-miR-21 に対しても，結合および成熟阻害活性を示すかは不明である．そこで本研究では，当該構造平衡がL50 の活性に与える影響を明らかとすることを目的とした．
【方法と結果】pH 依存的に Ade-29 のプロトン化状態を変化させた時の L50 の阻害活性および pre-miR-21 に対する結合様式を調べた．まず，Dicer
による pre-miR-21 切断のアッセイ系にて，L50 の阻害活性を解析した．この結果，プロトン化状態が増える pH 6.0 においては，pH 7.0 と比較して L50 の阻害活性は減弱した（図 A）．次に，この構造的要因を明らかとするため，溶液 NMR 法を用いて，pre-miR-21 の L50 結合部位に由来するシグナル（図 B, C 中の X, Y）の L50 添加量依存的な変化を調べた．この結果，これらのシグナルの化学シフトは，pH 7.2
においては遅い交換の様式で変化し，1.5 当量の L50 添加時点で飽和した（図 B）．これに対し，pH 5.2 においては変化の様式は速い交換となり，1.5 当量以上の L50 添加によっても飽和が認められなかった（図 C）．したがって，Ade-29 のプロトン化に伴い，pre-miR-21 に対する L50 の親和性が低下することが明らかとなった．このことが，図：pH 依存的な L50 の (A) 成

L50 の阻害活性が減弱した原因と考えられる．
【結論】本研究の結果

熟阻害活性および (B, C) pre-は，pre-miR-21 の構造平衡を考慮したリガンド設計の必要性を示して

miR-21 に対する結合の交換速

おり，RNA を標的とした創薬化学に重要な知見を与える．

度および飽和濃度変化．

[1] Shortridge et al. ACS Chem. Biol. (2017), 12, 1611-1620.
[2] Baisden et al. Nat. Chem. Biol. (2021), 17, 80-88.

P3- 13

時間反転対称性の破れた反強磁性体における電場誘起トロイダルモーメントの観測
Observation of electric-field-induced toroidal momentin a time-reversal-symmetry-broken antiferromagnet
所属

工学系研究科物理工学専攻 木村研究室
氏名 林田健志、松本滉永、木村剛

反強磁性体は、物質中の磁気モーメントが系全体の磁化を打ち消すように秩序化した物質である。1970
年に反強磁性に関する研究でノーベル物理学賞を受賞した Louis Néel[1]はこれを”Interesting but useless”と評したことが知られているが、その後の半世紀に渡る研究の中で、反強磁性体の中には、対称性の破れに起因した特異な物性、機能性を発現するものがあることがわかってきた。中でも近年では、時間反転対称性の破れた反強磁性体において、系全体として磁化が(ほとんど)存在しないにも関わらず、異常ホール効
果や磁気光学カー効果といった、従来強磁性体で観測される現象が、強磁性体に匹敵する大きさで生じることが明らかとなり、注目を集めている[2,3]。本研究では、この「時間反転対称性の破れた反強磁性体」
を対象として、時間反転対称性の破れに起因した新たな現象として、電場誘起トロイダルモーメントの観測を行った。
トロイダルモーメントは、磁気モーメントの環状配列によって形成され、時間反転対称性の破れた極性ベクトルの対称性を有する[4]。これに対し、電場は、時間反転対称性の保たれた極性ベクトルであり、電場によってトロイダルモーメントを、特に電場と平行に誘起するためには、それを媒介する物質の対称性は、時間反転対称性の破れたスカラー量で特徴づけられるものである必要がある。この要件を満たす物質として、Co2SiO4 に着目した。この物質は TN～50 K で反強磁性転移を示し、その磁気点群は時間反転対称性の破れたスカラー量で特徴づけられる mmm である[5]。観測手法として、トロイダルモーメン
トを有する系に特徴的な非相反光学応答である方向二色性[6]に着目し、電場で誘起されるトロイダルモーメントを、電場誘起方向二色性として観測した。Co2SiO4 の反強磁性相では、互いに時間反転操作で結びつく 2 つのドメイン状態が存在する。これら 2 つのドメイン状態は、同一方向の電場印加に対して逆符号のトロイダルモーメント、方向二色性を生じる。その観測には、現象の空間分布を測定し、ドメインを可視化することが有効である。実際に、Co2SiO4 の a, b, c 面の全てにおいて、電場変調イメージング法[7]を用いた空間分布測定により、ドメイン構造の可視化、電場誘起方向二色性の観測に成功した。本ポ
スター発表では、電場誘起トロイダルモーメントを許容する物質の対称性、電場誘起方向二色性の導入を行った後、上記ドメイン観測の結果に加えて、現象の光エネルギー依存性、磁場印加に対する特異なドメイン応答を報告し、その詳細について議論する。
[1] L. Néel, Science 174, 985 (1971). [2] S. Nakatsuji et al., Nature 527, 212 (2015). [3] L. Šmejkal et al., Phys.
Rev. X, 12, 040501 (2022). [4] H. Schmid, Ferroelectrics, 252, 41 (2001). [5] A. Sazanov, Acta Cryst. B65, 664(2009). [6] K. Kimura and T. Kimura, APL Mater. 11, 100902 (2023). [7] Y. Uemura et al., Phys. Rev. Applied 11,
014046 (2019).

P3- 14

テラヘルツ光渦による s 波超伝導体 NbN の非線形光学応答
Nonlinear optical response of a s-wave superconductor NbN with using
terahertz vortex beam
東大理・物理島野研究室 A，東大低温セ研究開発部門 B

田中康太郎 A，関口文哉 B，吉川尚孝 A，島野亮 A,B

超伝導転移は、U(1)ゲージの対称性が自発的に破れる現象である。現象論的には、超伝導転移温度を下回り、自由エネルギーポテンシャル形状が変化することで、超伝導秩序変数が有限の値を持つようになり、かつその位相が自発的に定まる現象と理解される。この対称性の破れに伴って、2 つの集団励起モードが現れる。一つが秩序変数の位相方向の揺らぎに相当する南部–Goldstone(NG)モードであり、もう一つが振幅方向の揺らぎに対応する Higgs モードである（図右）。超伝導体においては、Anderson–
Higgs 機構によって NG モードの固有振動数はプラズマ周波数まで押し上げられ、Higgs モードのみが超伝導ギャップ程度の固有振動数を持った低エネルギー励起となる[1]。金属超伝導体の超伝導ギャップは
典型的に数 meV 程度の値をとり、光の周波数に換算するとテラヘルツ(THz)周波数に相当する。Higgs
モードは電磁場と結合しないことが知られており、近年まで観測が困難であった。しかし、光技術の進展により、高強度のテラヘルツ光を発生させることが可能になり、THz 第三高調波発生を始めとする非線形光学応答を通して Higgs モードが観測されてきた[2]。
最近、高効率に Higgs モードを励起・観測する手段として、テラヘルツ波の角運動量を利用することが提案されている。特に、新たな光の自由度として、らせん状の波面を持ち軌道角運動量を運ぶ光渦が注目を集めている[3]。そこで我々は、テラヘルツ帯の周波数を持つ光渦を発生させ、Higgs モード励起への影響を調べた。従来型の s 波超伝導体 NbN を対象として、狭帯域化した THz 光渦をポンプ光、広帯域 THz 光をプローブ光とした THz ポンプ–THz プローブ分光を行い、ポンプ光をガウシアンビームにした場合との比較を行った。まず、ガウシアンビーム励起の場合に、励起 THz 光と同一周波数の振動
自由エネルギー（ω振動）と 2 倍の周波数の振自由エネルギー動（2ω振動）が見られた。後者は Higgs モードの強制振動として知られている。励起光を光渦超伝導転移にすると、2ω振動が消失し、ω振動が増強した。発表では、ω
振動の起源と光渦の効果について議論する。

Higgsモード
Im[ψ]

Re[ψ]

Re[ψ]

Im[ψ]

南部-Goldstoneモード

図 超伝導転移温度以上（左）と以下（右）における自由エネルギ
ーポテンシャルの形状と 2 つの集団励起モード[1] レビューとして、R. Shimano and N. Tsuji, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 11, 103 (2020).
[2] R. Matsunaga et al., Science 345, 1145 (2014).
[3] T. Mizushima and M. Sato, Phys. Rev. Research 5, L042004 (2023).

P3- 15

らせん磁性ヘキサフェライトにおける磁気励起のモード間結合
Mode-mode coupling of spin excitations in a spin spiral hexaferrite
工学系研究科・物理工学専攻・高橋研究室
村田好登, 肉倉洋恵, 相原孝弘, 十倉好紀, 高橋陽太郎

近年テラヘルツ光電場の高強度化が可能になったことで、テラヘルツ帯における非線形現象が観測されるようになり注目を集めている。固体中ではテラヘルツのエネルギー帯にフォノンやマグノンなどの素励起が存在している。これらの集団応答を強励起することで非線形現象が現れることが期待できる。
フォノンの非線形現象のひとつとして、テラヘルツ光電場により共鳴励起された赤外活性なフォノン
が、モード間結合を介して周波数の異なるラマン活性なフォノンを駆動することが報告されている[1]。
一方で、スピンの集団励起であるマグノンも同様にモード間結合を示す可能性がある。磁性体の中でもスピン秩序により空間反転対称性が破れるマルチフェロイクスでは、対称性による制限がなくなるため、赤外活性なモードの共鳴励起を介して、ラマン活性なモードを非共鳴的に生成できる可能性がある。マルチ
フェロイクスではエレクトロマグノンと呼ばれる電場活性なマグノン[2,3]が現れることが知られており、高強度
テラヘルツ光電場によってこのエレクトロマグノンの共鳴励起が可能である。
本研究ではらせん磁性マルチフェロイクスである Y型ヘキサフェライト Ba2Mg2Fe12O22 のエレクトロマグノ
ンの非線形性に着目した研究を行った[4]。高強度テラヘルツ光により光励起したときの透過率の時間変化を、
ポンプ－プローブ分光法によって測定し、モード間結合を介して生成されるマグノンの観測を行った(図 1(a))。
この振動はおよそ 16 GHz と 44 GHz のマグノンが非共鳴的に励起されたことを示している(図 1(b))。励起テラヘルツ光の周波数依存性から、およそ 0.75 THz に共鳴

図１．(a) テラヘルツパルス入射後の透過率の時間変を持つエレクトロマグノン生成により、モード間結合を化。(b) テラヘルツパルス入射後の透過率の時間変化

介して低周波マグノンが生成されることが明らかになっのフーリエ変換。

た。
[1] M. Först et al., Nat. Phys. 7, 854 (2011).
[2] A. Pimenov et al., Nat. Phys. 2, 97 (2006).
[3] H. Katsura et al., Phys. Rev. Lett. 98, 027203 (2007).
[4] H. Shishikura et al., J. Phys. Soc. Jpn. 91, 033701 (2022).

P3- 16

超流動ヘリウム 3 における拡散的な表面の観測装置の開発
Development of diffusive surface Detector in Superfluid Helium3
所属

東京大学低温科学研究センター研究開発部門・村川研究室
氏名 荒井滉, 吉田研介, 村川智

物理学の世界において、系の基底状態が現れる超低温領域の研究は重要なテーマの一つである。ヘリウ
ムは寒剤としての利用が多いが、それ自体が量子流体として超流動やトポロジカル物質など昔から今まで低温物理学研究の舞台となっている。我々の研究では、トポロジカル超流体である超流動ヘリウム 3、特にバルクで等方的なエネルギーギャップを持つ B 相を研究対象とし、その表面状態の解明を目的としている。
我々の研究室では、現在、超流動ヘリウム 3 自由表面の分散関係を得るために電子系における角度分
解電子分光法に発想を得た、励起したヘリウム 3 準粒子を様々な角度で自由表面に入射させる実験が進行中である。この研究では、表面が鏡面的(specular)であった。この次のステップとして、表面が拡散的(diffusive)な場合について拡張することを計画しており、本発表では、その概要を説明する。
超流動ヘリウム 3 の表面状態は理論的には表面が鏡面的(specular)な場合から拡散的(diffusive)な場合まで計算されており、diffusive な表面を様々な方法で創り詳しく調べることで、分散関係の境界条件依存性[2]を明らかにすること、また、エアロジェルを用いて超伝導における NS 接合のような境界を作った
際には境界に p 波以外の対称性が現れることが期待できる[3]。

行な運動量と準粒子エネルギー依存性𝑧⁄𝜉0 = 0にエアロジェル中のヘリウム 3 とヘリウム 3 の境界がある時の理論計算[3](f)ピーク位置による分散関係[2]このような場合に境界に様々な対称性が(a)-(e)理論計算による角度分解表面状態密度の壁に平現れる[1] T.Okuda, H.Ikegami, H.Akimoto, and H.Ishimoto, Phys. Rev. Lett. 80,2857(1998)[2]S.Murakawa et al., J. Phys. Rev. Soc. Jpn. 80, 013602(2011)
Y.Wada et al., Phys. Rev. B 78, 214516(2008)[3]S.Higashitani et al., J. Low Temp. Phys. 155, 83-97(2009)

P3- 17膜タンパク質の機能解明に向けた
哺乳細胞発現系における安定同位体標識法の確立
Development of Stable Isotope Labeling Method
in Mammalian Expression Systems
for Elucidating Function-related Dynamics of Membrane Proteins
薬学系研究科・生命物理化学教室
幸福裕，山本泰雅，上田卓見，竹内恒G タンパク質共役型受容体 (GPCR)，イオンチャネル，トランスポーターなどの膜タンパク質は，様々な生理機能に関与するとともに重要な創薬標的である．当研究室では，様々な膜タンパク質のNMR 解析をおこなうことで，その動的構造が生理機能の発現に重要であることを明らかにしてきた．
その際，膜タンパク質の多くは分子量が大きく NMR 測定感度が低くなることを解決するため，昆虫細胞発現系における高度な重水素化およびメチオニンメチル基の選択的 13C1H3 標識法を確立した [1]．一方で，膜タンパク質の一部には昆虫細胞発現系では NMR 解析に十分な発現量が得られないものも存在
し，より多様な膜タンパク質の NMR 解析を可能にする新たな方法の開拓が望まれた．そこで本研究では，これまで解析が困難であった膜タンパク質の NMR 解析を可能とする新たな方法を開発することとした．具体的には，昆虫細胞で発現が低い膜タンパク質は，哺乳細胞を用いると高い発現量が期待できるとの報告を踏まえ，哺乳細胞発現系を用いた安定同位体標識法を新規に開発した．
ヒト細胞 Expi293F を用い，2H 標識アミノ酸および 13C1H3 標識メチオニンを含む標識培地に交換した
後，目的のタンパク質をコードするバキュロウイルスを添加する方法により発現を行った．緑色蛍光タ
ンパク質の発現量を指標として培養プロトコルを最適化した上で，チオレドキシンをモデルタンパク質として，各種アミノ酸残基に由来する NMR シグナル強度から，2H 標識率を算出した．GPCR 膜貫通領域のアミノ酸組成における平均 2H 標識率は約 70% と期待され，高感度 NMR 解析に十分な標識率を達成できたと判断した．メチオニンメチル基の選択的 13C1H3 標識についても 85% 以上の標識率を達成した．この手法を GPCR の一種である β2-アド
レナリン受容体 (β2AR) の NMR 解析に適用した．その結果，2H 標識にともない、β2ARのメチオニンメチル基由来のシグナル強度は約 4 倍に向上した（図１）．以上により，哺
乳細胞発現系における膜タンパク質の高感度
NMR 解析が可能になったと結論付けた．本手法により，膜タンパク質の機能的構造平衡を解析し，その機能を明らかにする NMR 研
究のさらなる進展が期待される．

図１．哺乳細胞で発現した β2AR の NMR スペクトル(A) 重水素化あり (B) 重水素化なし[1] Kofuku Y et al., Angew.Chem. Int. Ed. 53 13376-13379. (2014)

P3- 18

NbSe2 系ミスフィット層状超伝導体における超伝導相図
Superconducting phase diagramin NbSe2-based misfit layered superconductor
東大院工 A, 理研 CEMS B, 岡山大基礎研 C ,物性研 D
板橋勇輝 A、野原大和 A、松岡秀樹 B、有岡幸一郎 C、野本哲也 D、
小濱芳允 D、岩佐義宏 A,B、小林夏野 C
超伝導層と非超伝導層が交互に積み重なった構造を持つバルク 2 次元超伝導体が近年注目を集めている。その特徴として、クリーンな超伝導が実現する点、そしてバルクでも 2 次元超伝導特有の振る舞いを示す点が挙げられる[1-3]。その中でも、超伝導層と非超伝導層が互いに非整合なユニットセルを持つミスフィット層状超伝導体[4]は、そのユニークな結晶構造に起因して、バルクでの面内臨界磁場の増強(いわゆるイジング超伝導)や2 次の非線形応答といった興味深い超伝導特性を示す[2,3]。
本発表では、そのミスフィット層状超伝導体の一種である
PbSe(NbSe2)3(図 1)において、磁場下での抵抗測定及びトンネルダイオード
発振器測定を用いた温度-磁場相図について報告する。多層膜でも面内臨界磁場がパウリ極限を超えるバルク 2 次元超伝導の振る舞いを示し、特に、面内磁場下において、通常の BCS 超伝導とは異なる非従来の超伝導相への転移を示唆するようなアノマリーが低温、高磁場の領域で観測された。

図 1. PbSe(NbSe2)3 の結晶構造[1] A. Devarakonda et al., Science 370, 231 (2020).
[2] P. Samuely et al., PRB 104, 224507 (2021).
[3] S. Li et al., PRB. 106, 224513 (2022).
[4] N. Ng and T. M. McQueen, APL Mater. 10, 100901 (2022).

P3- 19
La0.7Sr0.3Mn0.9Ir0.1O3 薄膜の電子輸送特性
Transport properties of La0.7Sr0.3Mn0.9Ir0.1O3 thin films
理学系研究科・化学専攻

一杉研究室

前田慶, 西尾和記, 小林成, 清水亮太, 一杉太郎
[序]: ペロブスカイト型 La1-xSrxMnO3(LSMO)は、Mn のスピン、電荷、軌道の自由度により、超巨大磁気抵抗などの興味深い磁性・輸送特性を示す。近年、LSMO の Mn サイトに Ir を置換した La0.7Sr0.3Mn1yIryO3 薄膜が高い転移温度(>100 K)の超伝導を示すことが報告され、注目を集めている[1]。しかしながら、

この系における高温超伝導の報告はこの一例のみであり、再現性も含めた諸物性はほとんどわかっていない。そこで本研究では、LSMIO 薄膜を合成し、その低温における輸送特性・磁気特性を評価した。
[実験]: パルスレーザー堆積法(4倍波Nd: YAGレーザー、波長266 nm)で、(LaAlO3)0.3-(SrAl0.5Ta0.5O3)0.7(LSAT)(001)基板上にLa0.7Sr0.3Mn0.9Ir0.1O3(LSMIO)薄膜を作製した。成膜条件として、発振周波数を2.0 Hz、
レーザーエネルギー密度を0.55, 1.10 Jcm-2とした。基板温度(Ts)を400 – 700°C、酸素分圧(PO2)を10 – 400
mTorr の範囲で変化させて LSMIO 薄膜を作製した。構造評価にはX線回折(XRD)、薄膜の組成分析には
誘導結合プラズマ質量分析法(ICP)を用い、低温下での電気伝導特性・磁気特性を評価した。
[結果]: LSMIO 薄膜の XRD 対称面測定の酸素分圧依
存性を Fig. 1 に示す。擬ペロブスカイト構造の 00l 回
折が観察され、単相の LSMIO(001)エピタキシャル薄膜が得られた。他の Ts・PO2 での成膜においても、(001)配向の LSMIO 薄膜であることを確認した。Ts =500°C, PO2 = 50 mTorr で作製した薄膜の ICP 分析では、Ir/(Ir +Mn)比が前駆体で 9.5%、薄膜で 10.0%とほ Fig. 1 La0.70Sr0.30Mn1- yIryO3薄膜における対称面X線回ぼ一致しており、先行研究で高温超伝導が観測され 折パターンの酸素分圧(PO2)依存性。
た組成(9.6 – 11 %)と大差ないことを確認した。
各種成膜条件で作製した LSMIO 薄膜において、電気抵抗の温度依存性を測定した。しかしながら、超伝導は確認されなかった(Fig. 2(a))。Ir 置換のない LSMO
は室温強磁性を示しており(Fig. 2(b))、成膜プロセスに問題はない。先行研究で超伝導が確認された薄膜よりも、本研究の LSMIO 薄膜の磁化が大きな値を示しており、先行研究よりも強い強磁性成分が存在す
ることがわかった。

Fig. 2 (a): 様々な合成条件で作製したLSMIO試料の電気抵抗の温度依存性。(b): LSMO、LSMIOの磁化-温度曲線の先行研究との比較。

[謝辞]: ICP 測定は東京工業大学オープンファシリティーセンター分析部門に分析頂き、電気伝導特性と磁気特性の評価には東京大学・低温科学研究センターの共同利用設備である物性測定システム(PPMS)、
磁気特性測定システム(MPMS)を利用させて頂きました。厚く感謝申し上げます。
参考文献[1] Y. Matsumoto et al (2022) DOI: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1856661/v1.

第1
5
回
低温科学研究センター研究交流会
概要集

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お問い合わせ東京大学低温センター
研究交流会事務局
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