ぐるぐる回る分子の

ぐるぐる回る分子の "向き"と"形"を制御した電気応答を実現 ─従来より高密度に情報記憶できる素子への応用に期待─

2025年5月26日 10:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇多元物質科学研究所　教授芥川智行　助教出倉駿

【発表のポイント】

固体と液体の中间の性质を持つ「柔粘性结晶^（注１）」が、分子の向きと形の変化によるニ段阶で电気応答することを発见しました。
分子がランダムに回転すると考えられてきた柔粘性结晶で、协同的かつ二段阶の电気応答を见出した初めての例であり、従来の强诱电体^（注２）とは异なる新しいタイプの机能性材料と考えられます。
この现象を利用すると、従来の「0」「1」だけでなく、复数の情报（例えば「0」「1」「2」「3」）を记忆できる「多値メモリ」という次世代技术や、新しいタイプのセンサ?スイッチ开発への贡献が期待されます。

【概要】

私たちの暮らしを支えるスマートフォンやコンピュータの性能向上には、同じ大きさの中により多くの情报を记忆できる新しい材料技术が求められています。

东北大学多元物质科学研究所の研究グループは、固体のように形を保ちながら、内部の分子が液体のように回転する物质「柔粘性结晶」において、电気を加えることで分子の向きや形が変化し、その状态を保持できるユニークな电気応答现象を初めて捉えました。これは、分子の「向き」と「形」という二つのスイッチを电気で操作するようなもので、従来の记忆素子よりも多くの情报を扱える「多値メモリ」の実现に道を开くものです。この成果は、情报化社会のさらなる発展に贡献する基础として期待されます。

本研究の成果は米国現地時間の2025年5月25日、科学誌Journal of the American Chemical Societyにてオンライン掲載されました。

なお本成果は、东北大学多元物质科学研究所の小野寺希望大学院生（大学院工学研究科）と出仓骏助教および芥川智行教授、佐藤鉄助教、同大学工学部の増子美侑学部生（研究当时）、金沢大学ナノマテリアル研究所の水野元博教授と同大学理工研究域物质化学系の栗原拓也助教らの共同研究によるものです。

柔粘性结晶のイメージ：トランス型からゴーシュ型に形を変えるスクシノニトリル

【用语解説】

注1．柔粘性結晶：固体でありながら、構成する分子が結晶格子の中で比較的自由に回転運動できる、固液中間相の一つ。ワックス（ろう）のような柔らかさ（可塑性）を示すものが多いことから名付けられた。対照的に液晶は、液体のような流動性を持ちつつ、固体のように分子の向きが揃った状態であり、柔粘性結晶と対をなす中間相である。

【论文情报】

タイトル：Ferroelectric-like Polarization Switching in Plastic Crystalline Succinonitrile
著者：Nozomi Onodera, Shun Dekura,* Tetsu Sato, Miyu Mashiko, Takuya Kurihara, Motohiro Mizuno and Tomoyuki Akutagawa*
*责任着者：东北大学多元物质科学研究所　教授　芥川智行、助教　出仓骏
掲載誌：Journal of the American Chemical Society
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）※5月26日に订正版へ差替え
※6页目の论文タイトルを修正しました。