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)先端科學(xué)技術(shù)研究センター

·東京大學(xué)工學(xué)研究科

·東京大學(xué)大學(xué)院薬學(xué)系研究科

·東京大學(xué)物性研究所

·東京大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科

·東京工業(yè)大學(xué) 生命理工學(xué)院

·京都大學(xué)情報(bào)學(xué)研究科

·京都大學(xué)工學(xué)研究科

·名古屋大學(xué)大學(xué)院理學(xué)研究科

·南京大學(xué)

·加州大學(xué)

·普林斯頓大學(xué)

01

東京大學(xué)先端科學(xué)技術(shù)研究センター

東京大學(xué)工學(xué)研究科

東京大學(xué)大學(xué)院薬學(xué)系研究科

東京工業(yè)大學(xué) 生命理工學(xué)院

使用光開關(guān)拉曼探頭的超分辨率成像 - 開創(chuàng)了一種在體內(nèi)觀察復(fù)雜精細(xì)結(jié)構(gòu)的技術(shù) –

東京大學(xué)先端科學(xué)技術(shù)研究センター的小関泰之教授（研究當(dāng)時：同大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科電気系工學(xué)専攻）和同大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科電気系工學(xué)専攻的壽景文大學(xué)院生（研究當(dāng)時）、東京工業(yè)大學(xué)生命理工學(xué)院的神谷真子教授、東京大學(xué)大學(xué)院薬學(xué)系研究科的駒沢歩彌大學(xué)院生（研究當(dāng)時）、同大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科電気系工學(xué)専攻的三田吉郎教授和安永竣助教（研究當(dāng)時：特任研究員）帶領(lǐng)的研究小組使用可進(jìn)行光開關(guān)的拉曼探頭成功實(shí)現(xiàn)了超分辨率成像。

拉曼顯微鏡利用光來檢測樣品的分子振動，與熒光方法相比具有優(yōu)異的多重檢測能力，并且作為一種可以同時觀察多個目標(biāo)的成像方法而備受關(guān)注。

然而，其空間分辨率受限于衍射極限（大約光的波長），這一直是觀察體內(nèi)精細(xì)結(jié)構(gòu)的障礙。

在這項(xiàng)研究中，通過使用可以用光控制拉曼信號的光開關(guān)拉曼探針，實(shí)現(xiàn)了拉曼顯微鏡的超分辨率成像。

首先，開發(fā)了一種高信號強(qiáng)度的光開關(guān)拉曼探針DAE620，并證明了用弱紫外光或可見光照射該分子可以打開和關(guān)閉拉曼信號，已經(jīng)證實(shí)這是可能的。

此外，通過用該分子對細(xì)胞器進(jìn)行染色并使用受激拉曼散射?(SRS)?顯微鏡進(jìn)行成像，同時照射紫外線和可見光甜甜圈光束，實(shí)現(xiàn)了超過衍射極限的空間分辨率，已經(jīng)證明可以做到。

未來，若能將光開關(guān)拉曼探針做成多色，實(shí)現(xiàn)超多色、超分辨成像，將有可能觀察到體內(nèi)多種成分的精細(xì)結(jié)構(gòu)，以及生命和生命的機(jī)理、疾病等。

這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在美國東部時間6月16日的《科學(xué)進(jìn)展》上。

https://www.t.u-tokyo.ac.jp/press/pr2023-06-19-001

02

東京大學(xué)物性研究所

東京大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科

南京大學(xué)

普林斯頓大學(xué)

加州大學(xué)

發(fā)現(xiàn)自旋極化光電流在二維晶體界面流動 - 在二維材料界面開創(chuàng)一種新的光學(xué)自旋電子功能

東京大學(xué)物性研究所的井手上敏也準(zhǔn)教授和東京大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科的巖佐義宏教授（理化學(xué)研究所創(chuàng)発物性科學(xué)研究センター 創(chuàng)発デバイス研究チーム チームリーダー兼任）、Nanjing University、Princeton University、University of California at Berkeley的研究課題組共同研究了兩種不同類型的二維晶體（二硒化鎢（WSe 2）和磷化硅（SiP ) )在界面處層疊并圓極化，發(fā)現(xiàn)通過照射，自旋極化光電流在界面的特定方向流動。

由從三維層狀物質(zhì)中分離出來的幾個原子層組成的二維晶體具有幾乎與要結(jié)合的物質(zhì)類型無關(guān)的特性。

在這種方法制備的二維晶體界面處，可能會出現(xiàn)原始晶體中沒有的特征結(jié)構(gòu)，并可能出現(xiàn)反映該特征結(jié)構(gòu)的新物理性質(zhì)和功能，近年來引起了廣泛關(guān)注。

在這項(xiàng)研究中，著眼于二維晶體界面的對稱性，將具有不同晶體結(jié)構(gòu)的二維晶體分層以降低界面對稱性，整流效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)。此外，通過研究光電流的詳細(xì)行為，發(fā)現(xiàn)觀察到的光電流可以用反映電子幾何特性的量子力學(xué)機(jī)制來解釋。

該研究成果在二維晶體界面提供了一種新的光學(xué)自旋電子學(xué)功能，有望成為進(jìn)一步推動二維晶體界面功能化發(fā)展的契機(jī)。

該研究成果于2023年6月15日（英國夏令時）發(fā)表在英國科學(xué)期刊《自然納米技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)版上。

https://www.t.u-tokyo.ac.jp/press/pr2023-06-19-002

03

京都大學(xué)情報(bào)學(xué)研究科

國立環(huán)境研究所

利用環(huán)境 DNA 監(jiān)測全國湖泊中的魚類：從 1 升水樣中檢測到 40 多種魚類

近年來，包括日本在內(nèi)的世界許多國家，國家和地方政府進(jìn)行的廣域湖泊魚類調(diào)查一直在下降。在日本，也迫切需要開發(fā)能夠取代傳統(tǒng)調(diào)查方法的廣域魚類監(jiān)測調(diào)查方法。

因此，近年來，從水等環(huán)境中提取DNA，掌握生物分布的環(huán)境DNA法得到應(yīng)用。

土居秀幸 情報(bào)學(xué)研究科教授、松岡俊將 フィールド科學(xué)教育研究センター講師、松崎慎一郎 國立環(huán)境研究所室長、パシフィックコンサルタンツ株式會社的池田幸資氏、真木伸隆氏、渡部健氏、株式會社PCER的山添寛治氏的共同研究課題組調(diào)查了全國 18 個湖泊的魚類多樣性在多大程度上可以使用環(huán)境 DNA 調(diào)查方法來理解。

結(jié)果，通過從每個湖泊的 6 個位置（總共 1 L）采集水樣，最多能夠捕獲 40 多種魚類。此外，還發(fā)現(xiàn)魚類的棲息地和體型使其易于隱藏，這會影響每個物種的環(huán)境 DNA 檢測。

由此可見，利用環(huán)境DNA調(diào)查可以很容易地對全國湖泊的魚類棲息地進(jìn)行調(diào)查，驗(yàn)證這些檢測結(jié)果與常規(guī)調(diào)查結(jié)果之間的差異已成為必要。

該研究成果于2023年6月1日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Freshwater Biology。

https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-06-15

04

京都大學(xué)工學(xué)研究科

實(shí)現(xiàn)光子晶體激光器的高亮度單模連續(xù)運(yùn)行 -走向包括智能制造在內(nèi)的各個領(lǐng)域的游戲規(guī)則改變-

電子工學(xué)専攻の野田進(jìn) 教授、吉田昌宏 同助教、勝野峻平 同博士課程學(xué)生、井上卓也 同助教的課題組研究了連續(xù)工作的光子晶體激光器（PCSEL）的亮度，使用CO2激光器，成功地將其提高到1 GWcm -2 sr -1，可與固體激光器、光纖激光器等大型激光器相媲美的數(shù)值。

這里的亮度定義為單位面積和角的立體單位，這一結(jié)果表明，已經(jīng)達(dá)到了可以用具有體積小、效率高和成本低的優(yōu)點(diǎn)的PCSEL代替具有尺寸大、效率低和成本高的缺點(diǎn)的大型激光器的階段。這種高亮度PCSEL的實(shí)現(xiàn)有望在許多其他領(lǐng)域帶來游戲規(guī)則的改變。

在智能制造（=通過數(shù)字化實(shí)現(xiàn)自動化和高效制造）領(lǐng)域，需要使用適合數(shù)字化的緊湊、高效、低成本的半導(dǎo)體激光器進(jìn)行光學(xué)加工。

然而，現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器存在高輸出時光束質(zhì)量下降而無法實(shí)現(xiàn)高亮度的先天缺陷，難以達(dá)到與大型激光器相媲美的亮度。

1999年課題組發(fā)明了一種新型半導(dǎo)體激光器PCSEL，其特點(diǎn)是高輸出和高光束質(zhì)量（=高亮度），理論上證明直徑3mm的PCSEL可以工作在50~ 100W通過精確控制激光器中光波的耦合狀態(tài)，達(dá)到1 GWcm -2 sr -1的亮度。

此外，還證明了直徑為10 mm的PCSEL可以實(shí)現(xiàn)更高的輸出和亮度一個數(shù)量級。

此次，課題組基于上述設(shè)計(jì)指南，成功控制了光波的耦合狀態(tài)，同時還發(fā)現(xiàn)，即使在連續(xù)運(yùn)行時也能保持受控的光波耦合狀態(tài)（即運(yùn)行狀態(tài)受熱量產(chǎn)生的影響很大）對于光學(xué)加工至關(guān)重要。開發(fā)了PCSEL3 毫米。

結(jié)果，在連續(xù)運(yùn)行中，實(shí)現(xiàn)了50W單模、窄光束輸出角（0.05°）、高光束質(zhì)量運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)了全球首創(chuàng)與大型激光器媲美的亮度。

這些成果發(fā)表于6月14日的英國科學(xué)雜志《自然》?（網(wǎng)絡(luò)版， 6月22日印刷版）。

https://www.t.kyoto-u.ac.jp/ja/research/topics/20230615

05

名古屋大學(xué)大學(xué)院理學(xué)研究科

測量宇宙最大沖擊波消耗的能量 -最近的星系團(tuán)剛剛開始碰撞-

國立大學(xué)法人東海國立大學(xué)機(jī)構(gòu) 名古屋大學(xué)素粒子宇宙起源研究所的中澤 知洋 準(zhǔn)教授、同大學(xué)院理學(xué)研究科の大宮 悠希 博士後期課程學(xué)生共同組成的的研究課題組分析了歐洲X射線天文衛(wèi)星“XMM-Newton”的數(shù)據(jù)，確定了附近的碰撞星系團(tuán)CIZA。

在J1358.9-4750中，成功測算出一個新生沖擊波的“長、寬、深”和沖擊速度，確認(rèn)38釋放出在這個巨大的沖擊波中。

星系團(tuán)是宇宙中最大的天體群，包含大量能發(fā)出明亮 X 射線的熱氣體。星系團(tuán)之間的碰撞是宇宙中最大的天文現(xiàn)象之一，會產(chǎn)生300萬平方光年的巨大沖擊波。

在天文學(xué)中，通常很難測量天體的“深度”，但在本研究中，設(shè)計(jì)了一種分析方法，利用這個星系團(tuán)“剛剛碰撞”的事實(shí)來獲得“深度”。

通過從高溫氣體的溫度分布求出沖擊波的碰撞速度，乘以“長、寬、深”，成功地求出了動能轉(zhuǎn)化為熱能的能量，粒子加速度, 和磁場放大。

這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在 2023 年2月號的日本天文學(xué)會雜志?(PASJ）?上，相關(guān)論文“CIZA J1358.9-4750 中的擴(kuò)散射電源候選”（PASJ，2023 年 2 月）通過無線電觀測發(fā)現(xiàn)了粒子加速和磁場放大產(chǎn)生的“同步加速器無線電波”，這是3.5 × 10 33，已經(jīng)確認(rèn)W的電場是輻射的。

這給出了大約10-5的轉(zhuǎn)換效率。這只是一個例子，但通過了解轉(zhuǎn)換效率分布，將闡明宇宙最大沖擊波中發(fā)生的事情。

https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2023/06/post-520.html

以上就是今天給大家整理翻譯的在6月1日-6月16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！