多元物質科学研究所

　　　4)　研究成果
　　◇◆━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━◇◆◇
　　　　ギガビット級高速光無線通信を実現した深紫外LEDの高速変調
　　　　メカニズムを解明
　　　　～自己組織化微小LED集合体がもたらす、高発光効率と高速変
　　　　調の両立～
　　◇◆◇━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━◇◆

　東北大学多元物質科学研究所小島一信准教授、秩父重英教授らの研究チ
ームは、世界初のギガビット級ソーラーブラインド光無線通信を実現した深
紫外LEDの高速変調メカニズムを解明し、日中の屋外においても低雑音環境で
の光無線通信が期待できます。

論文情報：
“Self-organized micro-light-emitting diode structure for high-speed solar
-blind optical wireless communications”
K. Kojima, Y. Yoshida, M. Shiraiwa, Y. Awaji, A. Kanno, N. Yamamoto, A. Hirano,
Y. Nagasawa, M. Ippommatsu, and S. F. Chichibu.

Applied Physics Letters
DOI:10.1063/5.0013112

◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20200803/

◆秩父研究室(量子光エレクトロニクス研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/chichibu/html/index-j.html

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　　　5)　研究成果
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　　　　水を自由に出し入れする有機半導体スポンジの作製
　　　　～水の吸脱着にともなう電子伝導度とイオン伝導度の
　　　　スイッチング～
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　東北大学多元物質科学研究所の大学院生阿部春花氏、芥川智行教授らの研
究グループは、イオン性ナフタレンジイミド誘導体を用いて、有機結晶であ
るにもかかわらず堅牢な結晶格子を有するn型有機半導体材料を作製する事に
成功しました。

論文情報：
“Switching of Electron and Ion Conductions by Reversible H2O Sorption
in n-Type Organic Semiconductor”
Haruka Abe, Ayumi Kawasaki, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Wakana Matsuda,
Shu Seki, and Tomoyuki Akutagawa.

ACS Applied Materials & Interfaces
DOI：10.1021/acsami.0c09501

◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20200820/

◆芥川研究室(ハイブリッド材料創製研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/akutagawa/html/Homepage2010/index-j.html

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　　　　6)　研究成果
　　◇◆━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━◇◆◇
　　　　効率的なナノ薬剤が薬効を示すまでの道のりを解明
　　　　～細胞内でのナノ・プロドラッグを検出する方法の確立を通して～
　　◇◆◇━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━◇◆

　東北大学多元物質科学研究所の笠井均教授らの研究グループは、FRET（フェ
ルスター共鳴エネルギー移動）による蛍光波長の変化を利用した顕微鏡観察に
より、これまで困難であったナノ・プロドラッグのがん細胞近傍や細胞内にお
ける動態、特に、細胞内においてナノ粒子状態から溶解状態へ至る過程を明ら
かにすることに成功し、ナノ・プロドラッグによる抗がん治療の臨床応用に向
けて大きく歩を進めることができました。

論文情報：
“FRET-based intracellular investigation of nanoprodrugs toward highly
efficient anticancer drug delivery”
Farsai Taemaitree, Beatrice Fortuni, Yoshitaka Koseki, Eduard Fron,
Susana Rocha, Johan Hofkens, Hiroshi Uji-i, Tomoko Inose, Hitoshi Kasai.

Nanoscale
DOI: 10.1039/D0NR04910G

◆詳しくは、こちらをご覧下さい。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20200820-2/

◆笠井研究室(有機・バイオナノ材料研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/kasai/
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　　　　7)　研究成果
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　　　　硫化スズ単結晶の大型化に成功！
　　　　～環境に優しい太陽電池の実用化への突破口～
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　東北大学多元物質科学研究所の川西咲子助教、鈴木一誓助教らの研究グルー
プは、高効率な太陽電池の実現への突破口となる硫化スズ結晶の大型化に成功
しました。

論文情報：
“Growth of large single crystals of n-type SnS from halogen-added Sn flux”
（ハロゲン添加スズフラックスを用いた大型n型硫化スズ単結晶の育成）
Sakiko Kawanishi, Issei Suzuki, Takeo Ohsawa, Naoki Ohashi,
Hiroyuki Shibata, and Takahisa Omata.

Crystal Growth & Design （結晶成長の専門誌）
DOI：10.1021/acs.cgd.0c00617

◆詳しくは、こちらをご覧下さい。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20200821-2/

◆メディア情報
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_media/20200831/

◆柴田浩幸研究室(材料分離プロセス研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/shibata/

◆小俣研究室(原子空間制御プロセス研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/omata/

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　　　　8)　研究成果
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　　　　クライオ電子顕微鏡によるヒト由来カルシウムポンプの高分
　　　　解能構造の決定
　　　　～細胞内カルシウム恒常性維持機構の破綻が引き起こす疾病の
　　　　原因解明に光～
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　東北大学多元物質科学研究所の張玉霞博士課程学生、渡部聡助教、稲葉
謙次教授（生命科学研究科、理学研究科化学専攻兼担）らの研究グループは、
筋収縮の制御、神経伝達、アポトーシスの誘導、タンパク質の品質管理など、
様々な生命現象において重要な役割をもつ細胞内カルシウムイオンの恒常性を
保つ上で必須のカルシウムポンプSERCA2bの高分解能構造を、クライオ電子顕
微鏡単粒子解析という技術を用いて、世界で初めて明らかにしました。

論文情報：
“Cryo-EM structures of SERCA2b reveal the mechanism of regulation by
the luminal extension tail”
Zhang. Y., Inoue, M., Tsutsumi, A., Watanabe, S., Nishizawa, T., Nagata, K.,
Kikkawa, M. and Inaba, K.

Science Advances
DOI：10.1126/sciadv.abb0147

◆詳しくは、こちらをご覧下さい。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20200821-3/

◆稲葉研究室(生体分子構造研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/inaba/html/

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　　　　9)　研究成果
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　　　　DNA結合タンパク質のジャンプまで観察できるサブミリ秒分解
　　　　単分子蛍光計測法の提案
　　　　～がん抑制タンパク質p53の速い運動の発見～
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　東北大学多元物質科学研究所の鎌形清人准教授らの研究グループは、単分子
蛍光顕微鏡に、強力なレーザー光による臨界角の全反射照明とカメラの１次元
検出を組み合わせることで、サブミリ秒の時間分解能を達成しました。本研究
で提案したサブミリ秒分解単分子計測法は、DNA・蛋白質複合系の機能解析に役
立つことが期待されます。

論文情報：
“Transient binding and jumping dynamics of p53 along DNA revealed by sub-
millisecond resolved single-molecule fluorescence tracking”
Dwiky Rendra Graha Subekti, Agato Murata, Yuji Itoh1, Satoshi Takahashi,
and Kiyoto Kamagata.

Scientific Reports 10, 13697 (2020)
DOI：10.1038/s41598-020-70763-y

◆詳しくは、こちらをご覧下さい。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20200825/

◆高橋聡研究室(生命分子ダイナミクス研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/takahashi-s/

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　　　　10)　研究成果
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　　　　金属イオン間の電子の授受で極性構造を制御　強誘電体・圧電体
　　　　材料や負熱膨張材料の開発に新しい知見
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　東北大学多元物質科学研究所の山本孟助教、木村宏之教授、戸田薫大学院生
（理学研究科）らの研究グループは、特殊な電子状態に起因して極性構造を
示すペロブスカイト型酸化物、バナジン酸鉛（PbVO3）とコバルト酸ビスマス
（BiCoO3）の固溶体において、組成変化により、巨大な体積変化を伴う常誘
電相への結晶構造変化が起こることを発見しました。
　この発見は、強誘電体・圧電体材料や巨大負熱膨張材料などの新たな機能性
材料の開発につながる成果です。

論文情報：
“Emergence of a Cubic Phase Stabilized by Intermetallic Charge Transfer
in (1-x)PbVO3-xBiCoO3 Solid Solutions”
Hajime Yamamoto, Kaoru Toda, Yuki Sakai, Takumi Nishikubo, Ikuya Yamada,
Kei Shigematsu, Masaki Azuma, Hajime Sagayama, Masaichiro Mizumaki,
Kiyofumi Nitta, and Hiroyuki Kimura.

Chemistry of Materials
DOI：10.1021/acs.chemmater.0c01934

◆詳しくは、こちらをご覧下さい。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20200825-2/

◆木村研究室(構造材料物性研究分野)
http://db.tagen.tohoku.ac.jp/php/forweb/outline.php?lang=ja&no=4015

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　　　　11)　研究成果
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　　　　室温動作ポラリトンレーザの実現に向けて大きな前進
　　　　～超低消費電力な近紫外線コヒーレント光源の実現に道～
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　東北大学多元物質科学研究所の嶋紘平助教、古澤健太郎助教（現NICT主任研
究員）、秩父重英教授は、室温において励起子が安定して存在できる酸化亜鉛
（ZnO）単結晶を活性層とするチップサイズの微小共振器を作製し、共振器ポラ
リトンを室温で観測することに成功しました。

論文情報：
“Room-temperature cavity-polaritons in planar ZnO microcavities
fabricated by a top-down process”
K. Shima, K. Furusawa, and S. F. Chichibu.

Applied Physics Letters
DOI：10.1063/5.0011662

◆詳しくは、こちらをご覧下さい。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20200831/

◆秩父研究室(量子光エレクトロニクス研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/chichibu/html/index-j.html

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　　　　12)　メディア情報
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　　　　「ギガビット級高速光無線通信を実現した深紫外LEDの
　　　　高速変調メカニズムを解明」についてメディアで紹介
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　東北大学多元物質科学研究所の小島一信准教授、秩父重英教授らの研究グル
ープの成果「ギガビット級高速光無線通信を実現した深紫外LEDの高速変調メカ
ニズムを解明～自己組織化微小LED集合体がもたらす、高発光効率と高速変調の
両立～」について各メディアで紹介されましたので、是非ご覧下さい。

◆詳しくは、こちらをご覧下さい。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_media/20200807/

◆秩父研究室(量子光エレクトロニクス研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/chichibu/html/index-j.html

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◆多元研｜新型コロナウイルス関連情報まとめ

https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_info/tagen_covid19/

多元物質科学研究所の教職員、学生を対象とした新型コロナウイルスの
関連情報をまとめていますのでご覧ください。

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暑い日が続いていますが、間もなく9月を迎え新米が食べられる時期になります。
地域や気候によって異なりますが、東北地方では9月頃から新米がお店に並び始めます。
新米の食べ方はそれぞれかとは思いますが、私はシンプルにおむすびで食べるのを
楽しみにしています。
美味しいお米と共に栄養のあるものを食べて、健康な体でいましょう！

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