2026年 | プレスリリース?研究成果
メタ分子を用いてマイクロ波のマジックミラー効果を室温で実現 ―新奇キメラ準粒子「磁気カイラルポラリトン」の巨大な人工移動媒質効果が鍵―
【本学研究者情报】
〇高度教养教育?学生支援机构（理学研究科物理学専攻） 准教授 冨田知志
【発表のポイント】
- 磁気カイラルメタ分子（注１）を用いて、マイクロ波の一方向透过（マジックミラー効果）（注２）を室温で実証しました。
- 新奇キメラ準粒子（注３）「磁気カイラルポラリトン」（注４）の巨大な人工移动媒质効果がマジックミラー効果の起源となっています。
- 大きな共振器不要の自己完结型プラットフォームにより、空中でそのまま使う応用が期待されます。
【概要】
现代社会で情报の処理や通信を支える电子デバイスの机能は、电子に影响を及ぼす物质中の様々な準粒子―粒子のように振舞う量子力学的存在―に由来します。その中でも近年、磁石での準粒子（マグノン）と携帯电话で用いられるマイクロ波など电磁波（光子）が结合したハイブリッド準粒子を介した、マイクロ波の一方向透过（マジックミラー効果）が通信の分野で注目されています。しかしながら、これまでは低温や大型の共振器や复雑な构造を必要とする场合が多く、室温动作、小型化、自由空间での応用には课题がありました。
东北大学大学院理学研究科の叁田健太郎大学院生、同大学高度教养教育?学生支援机构の児玉俊之特任助教（高等研究机构兼务、闯厂罢创発研究者）と冨田知志准教授（大学院理学研究科兼务）らは、京都大学大学院工学研究科の中西俊博讲师、京都工芸繊维大学电気电子工学系の上田哲也教授、山形大学理工学研究科の千叶贵裕准教授（东北大学大学院工学研究科兼务）らとの共同研究により、コンパクトな磁気カイラルメタ分子を设计?作製しました。この単一メタ分子のマイクロ波透过测定で一方向透过を室温で観测し、新奇キメラ準粒子「磁気カイラルポラリトン」の巨大な人工移动媒质が键を握っていることを明らかにしました。
本成果は3月16日、米国物理学会の学術誌Physical Review Bの速報版（Letter）に掲載されました。
図1. 磁気カイラルメタ分子の写真と模式図と実験結果。大きく分裂した磁気カイラルポラリトンで表裏の透過率が異なること、つまり赤と青の線があることが、マイクロ波の一方向透過（マジックミラー効果）を示している。
【用语解説】
注1. メタ分子
天然物质では困难な物性を実现することができる人工构造物质。
注2. 一方向透過（マジックミラー効果）
表から见た场合と里から见た场合で、物质の透过率や屈折率が着しく异なる现象。
注3. 準粒子
物质中で粒子のように振舞い、电子に影响を及ぼす量子力学的存在。このほかにも、光子、マグノン、ポラリトン、プラズモン、スキルミオン、フェロンなどの（复合）準粒子が知られている。
注4. 磁気カイラルポラリトン
磁石の中の电子のスピンの波（マグノンと呼ばれる準粒子）が、铜らせん构造でのマイクロ波光子と结合した状态（ポラリトン）の复合準粒子。
【论文情报】
タイトル：Microwave one-way transparency by large synthetic motion of magnetochiral polaritons in metamolecules
著者：Kentaro Mita, Toshiyuki Kodama, Toshihiro Nakanishi, Tetsuya Ueda, Kei Sawada, Takahiro Chiba, Satoshi Tomita*
*责任着者：东北大学高度教养教育?学生支援机构（兼务：大学院理学研究科物理学専攻） 准教授 冨田知志
掲載誌：Physical Review B
顿翱滨：
问い合わせ先
（研究に関すること）
东北大学 高度教养教育?学生支援机构
准教授 冨田 知志
TEL:022-795-7667
Email: tomita*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
（报道に関すること）
东北大学 教育?学生支援部
学务课 学务企画係
TEL: 022-795-3819
Email: gaku-kikaku*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）