致遠(yuǎn)理工科學(xué)術(shù)頭條分享：每周為你精選、總結(jié)近兩周日本院校、教授、研究室有關(guān)計(jì)算機(jī)、電子電氣、機(jī)械學(xué)等專業(yè)的精選新聞，帶你把握各院校研究室的前沿動態(tài)，幫助大家更好完成研究計(jì)劃書以及把握備考方向~由于關(guān)注方向有限，難免存在疏漏，歡迎留言補(bǔ)充～

本周院校：

·東京大學(xué)工學(xué)系研究科
·東京大學(xué)先端科學(xué)技術(shù)研究中心
·東京大學(xué)農(nóng)學(xué)生命科學(xué)研究科
·東京大學(xué)理學(xué)研究科
·千葉大學(xué)園蕓學(xué)研究院
·大阪大學(xué)工學(xué)研究科
·三重大學(xué)大學(xué)院工學(xué)研究科
·愛媛大學(xué)

01

東京大學(xué)工學(xué)系研究科

成功觀察斯格明子拓?fù)浯殴庑?yīng)-斯格明子存儲器高速光學(xué)讀取之路

東京大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科的大學(xué)院生加藤喜大、岡村嘉大助教、馬克西米利安·赫施伯格 準(zhǔn)教授、高橋陽太郎準(zhǔn)教授、理化學(xué)研究所創(chuàng)発物性科學(xué)研究中心的十倉好紀(jì)中心主任帶領(lǐng)的課題組首次成功觀察到“拓?fù)浯殴饪藸栃?yīng)”，其中斯格明子扭曲了光的偏振面，斯格明子正在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行研究，作為下一代存儲器的候選者。

斯格明子具有納米尺寸的自旋渦旋結(jié)構(gòu)，每個(gè)渦旋都具有粒子的特性。斯格明子粒子密度高，不易因外界干擾而破碎，因此有望應(yīng)用于下一代存儲器件。

迄今為止的研究主要集中在表達(dá)斯格明子的材料和設(shè)備的開發(fā)以及斯格明子的電流驅(qū)動。然而，斯格明子的讀取方法極其有限，開發(fā)快速、簡單的讀取方法至關(guān)重要。

在這項(xiàng)研究中，重點(diǎn)研究磁光克爾效應(yīng)，該效應(yīng)會旋轉(zhuǎn)照射到磁性材料上的光的偏振面。斯格明子具有一個(gè)稱為涌現(xiàn)磁場的虛擬磁場，因此它們可能會表現(xiàn)出由此產(chǎn)生的磁光克爾效應(yīng)。

當(dāng)測量具有高密度斯格明子的Gd2PdSi3中的磁光克爾效應(yīng)時(shí)，觀察到源自紅外區(qū)域斯格明子的出現(xiàn)磁場的“拓?fù)浯殴饪藸栃?yīng)”。這項(xiàng)研究成果為斯格明子提供了新的光學(xué)功能，并可能在未來實(shí)現(xiàn)斯格明子器件與激光光子學(xué)的結(jié)合。

這項(xiàng)研究結(jié)果于2023年9月5日（英國夏令時(shí)間）發(fā)表在英國科學(xué)雜志《自然通訊》上。

https://www.t.u-tokyo.ac.jp/press/pr2023-09-07-001

02

東京大學(xué)先端科學(xué)技術(shù)研究中心

揭開聚合物溶液體系中相分離的奧秘

東京大學(xué)先端科學(xué)技術(shù)研究中心高機(jī)能材料領(lǐng)域的高級項(xiàng)目顧問田中肇（特任研究員／東京大學(xué) 名譽(yù)教授）、ユアン ジャアシン 特任研究員、舘野道雄特任助教，利用數(shù)值模擬研究了涉及網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)形成的粘彈性和相分離的微觀機(jī)制。

最常見的相分離現(xiàn)象是沙拉醬中的水和油的相分離。在這種一般的相分離現(xiàn)象中，具有較低體積分?jǐn)?shù)的相（少數(shù)相）在具有較高體積分?jǐn)?shù)的母相內(nèi)形成球形液滴。

另一方面，在聚合物溶液中，與相分離的常識相反，知道少數(shù)相（富含聚合物的相）形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種獨(dú)特的現(xiàn)象被稱為粘彈性相分離，因?yàn)樗怯蓜恿W(xué)緩慢的相的粘彈性引起的，并且在膠體分散體和蛋白質(zhì)溶液體系中也觀察到類似的現(xiàn)象。

在這種粘彈性相分離中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨著時(shí)間的推移而增長。在膠體分散系統(tǒng)和蛋白質(zhì)溶液系統(tǒng)中，據(jù)報(bào)道，網(wǎng)絡(luò)的特征尺寸根據(jù)諸如t1/2的冪律隨時(shí)間t增加。眾所周知，這樣的冪律在分子中不成立。然而，這種違反冪律的微觀機(jī)制仍然未知。

研究小組通過適當(dāng)考慮溶劑流動影響的數(shù)值模擬，成功再現(xiàn)了與聚合物溶液粘彈性相分離相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。此外，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)相中聚合物的變形速率快于聚合物鏈的運(yùn)動時(shí)，聚合物鏈拉伸產(chǎn)生的粘彈性力抑制相分離圖案的生長，從而導(dǎo)致自相似生長。

這一發(fā)現(xiàn)有望為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)揮重要作用的各個(gè)領(lǐng)域提供新的基礎(chǔ)知識，例如近年來引起關(guān)注的細(xì)胞內(nèi)相分離的理解以及多孔材料的形成。

https://www.rcast.u-tokyo.ac.jp/ja/news/release/20230908.html

03

東京大學(xué)農(nóng)學(xué)生命科學(xué)研究科

千葉大學(xué)園蕓學(xué)研究院

使用無人機(jī)和人工智能減少不合格蔬菜-自動測量田間所有植物的大小并估計(jì)最佳收獲日期

東京大學(xué)大學(xué)院農(nóng)學(xué)生命科學(xué)研究科郭威準(zhǔn)教授、Haozhou Wang大學(xué)院生、Tang Li大學(xué)院生、西田えり佳大學(xué)院生（當(dāng)時(shí)）、加藤洋一郎教授、千葉大學(xué)大學(xué)院園蕓學(xué)研究院的深野祐也準(zhǔn)教授課題組，利用無人機(jī)航空攝影和深度學(xué)習(xí)，開發(fā)了一種系統(tǒng)，可以自動估計(jì)田間生長的數(shù)千個(gè)西蘭花花蕾的大小。

此外，通過使用該系統(tǒng)確定收獲日期，證明了最大限度地減少不合格蔬菜比例并增加生產(chǎn)者收入的可能性。為了驗(yàn)證所開發(fā)的系統(tǒng)，在田里種植西蘭花兩年，同時(shí)使用無人機(jī)進(jìn)行航空攝影。

結(jié)果表明，使用開發(fā)的系統(tǒng)可以高精度地估計(jì)西蘭花花蕾（大多數(shù)情況下誤差在2-3厘米以內(nèi)），并且通過將其與天氣數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以預(yù)測高達(dá)大約提前10天。

此外，通過結(jié)合所有西蘭花植株的尺寸變化和每個(gè)尺寸（S、M、L、LL）的運(yùn)輸價(jià)格，每天計(jì)算總運(yùn)輸價(jià)格（=生產(chǎn)者的收入），假設(shè)所有西蘭花植株都是收獲了的，他們發(fā)現(xiàn)，僅改變收獲日期一天即可使非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量增加高達(dá) 5%，并使收入減少高達(dá) 20%。?

這一結(jié)果表明，測量所有植物尺寸的簡單技術(shù)可以減少不合格蔬菜的數(shù)量，從而增加收入并減少對環(huán)境的影響。該系統(tǒng)可適用于白菜、大白菜等各種露天蔬菜。希望該系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)施將為未來的可持續(xù)農(nóng)業(yè)做出貢獻(xiàn)。

https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20230908-1.html

04

東京大學(xué)理學(xué)研究科

愛媛大學(xué)

類星體光、暗物質(zhì)影——包圍130億光年外的黑洞，首次測量暗物質(zhì)質(zhì)量

人們認(rèn)為宇宙中存在大量被稱為暗物質(zhì)的未知物質(zhì)。暗物質(zhì)無法直接觀測到，因?yàn)樗话l(fā)光，但暗物質(zhì)暈，即暗物質(zhì)團(tuán)塊，攜帶著星系的大部分質(zhì)量，被認(rèn)為對星系的生長有重大影響。

另一方面，超大質(zhì)量黑洞幾乎存在于所有星系的中心，當(dāng)它們的活動增加時(shí)，它們被觀測為類星體。黑洞和暗物質(zhì)暈之間的關(guān)系仍然是一個(gè)謎，特別是在早期宇宙中，暗物質(zhì)暈的大小相差 11 到 12 個(gè)數(shù)量級。

東京大學(xué)理學(xué)院天文系研究生有田淳也（天文學(xué)専攻 修士課程）、柏川伸成（天文學(xué)専攻 教授）、和愛媛大學(xué)松岡芳樹副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組調(diào)查了大約130億年前早期宇宙中類星體的分布，并首次成功測量了暗物質(zhì)暈的質(zhì)量。

結(jié)果，類星體出現(xiàn)在暗物質(zhì)暈中，即使在130億年前的時(shí)代，也和后來的時(shí)代一樣，換句話說，黑洞增加活動所需的暗物質(zhì)暈的質(zhì)量是被發(fā)現(xiàn)是恒定的，這表明可能存在一種使黑洞變得活躍的普遍機(jī)制。

未來，隨著目前計(jì)劃中的大規(guī)模觀測的進(jìn)展，預(yù)計(jì)將有可能測量過去類星體暗物質(zhì)暈的質(zhì)量、黑洞的生長以及與星系的共同演化。這一發(fā)現(xiàn)在宇宙的歷史中預(yù)計(jì)會有深遠(yuǎn)影響。

https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/10005/

05

大阪大學(xué)工學(xué)研究科

三重大學(xué)大學(xué)院工學(xué)研究科

使用氮化鋁的新型結(jié)構(gòu)器件成功產(chǎn)生深紫外光-后電暈時(shí)代實(shí)用滅菌消毒新技術(shù)

大阪大學(xué)大學(xué)院工學(xué)研究科的大學(xué)院生本田啓人（博士後期課程）、上向井正裕助教、谷川智之準(zhǔn)教授、片山竜二教授和三重大學(xué)大學(xué)院工學(xué)研究科正直花奈子助教（現(xiàn)京都大學(xué)）、三宅秀人教授的研究課題組提出并創(chuàng)造了一種材料和結(jié)構(gòu)與以往器件完全不同的波長轉(zhuǎn)換器件，并成功實(shí)際產(chǎn)生了波長為229 nm的深紫外光。

最近新冠肺炎疫情發(fā)生后，利用深紫外光進(jìn)行殺菌消毒引起了人們的關(guān)注。特別是220～230nm波段的殺菌消毒效果高且對人體無害，但高效、長壽命的深紫外光源尚未投入實(shí)用。?

通過波長轉(zhuǎn)換產(chǎn)生深紫外光是一種有前途的候選方案，但這無法用傳統(tǒng)的鐵電晶體器件來實(shí)現(xiàn)。因此，有必要開發(fā)新材料、新結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換器件。

對此，研究小組認(rèn)為氮化物半導(dǎo)體，特別是氮化鋁（AlN）適合用作深紫外光波長轉(zhuǎn)換晶體。該材料具有210 nm的短吸收邊波長、高光學(xué)非線性和抗光學(xué)損傷能力。

然而，使用氮化物半導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)在鐵電晶體器件中廣泛使用的、在光軸方向上周期性反轉(zhuǎn)偏振的結(jié)構(gòu)是困難的，晶體生長幾乎是不可能的。

這次，大阪大學(xué)工學(xué)研究科的研究小組提出了一種將氮化鋁的偏振垂直反轉(zhuǎn)并堆疊的新結(jié)構(gòu)，并研究了光波導(dǎo)的截面形狀和偏振反轉(zhuǎn)位置。

已經(jīng)有人提出了可以有效轉(zhuǎn)換波長的方案，此外，利用三重大學(xué)研究小組開發(fā)的高質(zhì)量氮化鋁極性反轉(zhuǎn)堆疊結(jié)構(gòu)制造了波長轉(zhuǎn)換器件，并成功通過二次諧波產(chǎn)生實(shí)際產(chǎn)生了波長為229 nm的深紫外光。

這證明了新結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換器件的有效性，有望實(shí)現(xiàn)具有高殺菌消毒效果且對人體無害的實(shí)用深紫外光源。

該研究成果于6月19日發(fā)表在國際科學(xué)期刊《應(yīng)用物理快報(bào)》上。

https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2023/20230912_1

以上就是今天給大家整理翻譯的在6月19日-9月5日期間的日本理工研究相關(guān)新聞動態(tài)，希望可以幫助小伙伴們快速了解日本理工研究的最新動態(tài)，我們下期見！