第1回社会文化領域コース進入説明会を、2026年1月8日 (木)にオンラインで開催します。
関心のある学生は、以下のポスターおよび社会文化領域ウェブサイト上の情報をよく確認し、必要な手続きをとってください。

• 進入説明会開催のおしらせ

演題：Birth of a New Class of Nanomaterials: Mesoporous Materials – Synthetic Challenges and Breakthroughs

日時：2025年12月10日(水) 13:10-14:50

会場：早稲田大学　西早稲田キャンパス　62W号館 1階 大会議室A

講師：Ryong Ryoo　(韓国エネルギー技術院（KENTECH） エネルギー工学部 名誉教授)

対象：学部生、大学院生、教職員、一般

参加方法：入場無料　直接会場へお越しください

主催：先進理工学部 応用化学科

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

演題：各種の計算手法のなかから非圧縮性SPHをもちいた鋳造シミュレーションに着目した経緯とめざすところ  研究開発者として、工場長としての勤務経験を通して思うこと

日時：2025年12月10日(水) 15:10-15:50

会場：早稲田大学　各務記念材料技術研究所　42号館１階　講演室

講師：三中西　信治（株式会社 アーレスティ）

対象：学部生、大学院生、教職員、一般

参加方法：入場無料　直接会場へお越しください

主催：創造理工学部 総合機械工学科

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

演題：ダイカストの研究開発40年の軌跡

日時：2025年12月10日(水) 14:30-15:10

会場：早稲田大学　各務記念材料技術研究所　42号館１階　講演室

講師：西　直美（ものつくり大学名誉教授 博士（工学））

対象：学部生、大学院生、教職員、一般

参加方法：入場無料　直接会場へお越しください

主催：創造理工学部 総合機械工学科

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

演題：企業における生産技術研究開発者として、テーマの着眼と選定、実用化までの道のり、日本鋳造学会における活動ときたい

日時：2025年12月10日(水) 13:40-14:20

会場：早稲田大学　各務記念材料技術研究所　42号館１階　講演室

講師：神戸　洋史（日本鋳造工学会　事務局長）

対象：学部生、大学院生、教職員、一般

参加方法：入場無料　直接会場へお越しください

主催：創造理工学部 総合機械工学科

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

演題：経済産業省TRAFAMにおける国産砂型3Dプリンタ及び鋳型材料の研究開発における道のりと成果・今後の展望

日時：2025年12月10日(水) 13:00-13:40

会場：早稲田大学　各務記念材料技術研究所　42号館１階　講演室

講師：岡根　利光（ものつくり大学教授 博士（工学））

対象：学部生、大学院生、教職員、一般

参加方法：入場無料　直接会場へお越しください

主催：創造理工学部 総合機械工学科

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

 

‘Learning Ecosystem’ to Drive Change in the Supply Chain Developed at Waseda

 

Digitalization, globalization and sustainability — and more recently pandemic-driven shifts in economic security, society is undergoing rapid change. Companies’ supply chains are facing an unprecedented era of transformation. Amid this, what can academia do to help restore vitality to Japanese manufacturing and brighten the prospects of the world economy through industry-academia collaboration? Here we introduce a research institute tackling these difficult issues through such collaboration.

◆Contributing to the “great transformation” of supply chains via academic approaches

──When you say ‘Global Production & Logistics’, what kind of research are you talking about?

The short answer is supply-chain management for firms, especially in manufacturing: from procuring raw materials, transporting to production sites, managing inventory in warehouses, and delivering to stores — the whole chain. We also include service-operations management combining sales and consumption.

The environment surrounding manufacturing is especially harsh in Japan now, with layers of complex challenges coinciding — for instance, advances in the so-called Fourth Industrial Revolution, the acceleration of sustainability and social business as symbolized by the SDGs, and rising protectionism following globalization. The pandemic laid bare risks of supply-chain disruption, and with geopolitical risk came a forced reassessment of supply networks.

Especially acute in Japan is the issue of labor shortage. In logistics especially, the so-called “2024 problem” triggered concern over declining transport capability as stricter regulations limited overtime for truck drivers. Not only drivers, but white-collar staff in inventory management and demand forecasting are ageing and leaving the workplace, and the reliance on experienced “intuition” and judgement of veteran workers is catching up with the system.

Amid this backdrop, our mission is to analyze those challenges and examine solutions using knowledge from industrial engineering in order to build the next-generation global production and logistics systems that benefit business and society.

──There seems to be a strong expectation from industry for what academia can bring.

I believe so. Japanese manufacturing once had global leadership, but in recent years the changing environment I mentioned has steadily eroded international competitiveness. In our research we’ve engaged in joint studies and dialogues with top management and supply-chain practitioners at representative Japanese manufacturers. In that process, I’ve felt, more than ever, the rising expectations for academic approaches on how to enact transformation and concrete methods.

What I, personally, have felt from working with many companies is: Japanese firms at the site level have extremely high capabilities and the capacity to improve. Their daily operations are already near optimal, and their accumulated knowledge and efforts are globally enviable.

On the other hand, in our field we have a concept called the “Theory of Constraints”. It states a system’s overall performance is determined by its bottleneck. Like a chain is as strong as its weakest link, an organization or a supply chain is often held back by one constraint.

To achieve dramatic reform, you must change the constraint itself. But that affects other departments or other companies, and may even bring temporary chaos or negative impact, so it is by no means easy.

In that context, I believe the source of future competitiveness for companies is to clearly define the “ideal form” and long-term vision of the company, and advance reform with a whole-system optimization perspective — thereby overcoming that wall.

Our institute’s contribution lies in deeply understanding companies’ visions, organizing decisions into scenarios, building mathematical models and algorithms, and then doing simulations. This allows us to quantitatively show “if this decision is taken, what sort of result will emerge”, and we consider this assistance in strategic decision-making for companies with future foresight to be crucial.

◆Bridging the gap between “theory and reality” through joint research with industry

──What specifically do you do in the management-engineering approach?

For example, in joint research with a nationwide restaurant-chain company, we undertook a project to optimize delivery scheduling to stores. Because multiple stores exist in one region, improving logistics efficiency was the challenge. Previously each store hoped for its own delivery time — one wanted morning, another night — so even neighboring stores might receive two separate deliveries (morning and night) in the same area, which is inefficient. If we relax this constraint of delivering at the time each store demands, and align delivery times, then delivery routes can be consolidated, and fewer trucks can serve them.

Now imagine hundreds of stores in one region. Which stores should have their delivery logistics coordinated to yield the greatest efficiency? We built an algorithm and derived the optimum mathematically from among the vast combinations. By not being swayed by each store’s individual situation but enabling headquarters to take an aerial view and coordinate across them, logistics efficiency improved significantly.

However, a theoretically obtained optimum solution doesn’t necessarily fit the reality of problem-solving. There is always a gap between theory and reality, and it’s important to work with companies to close that gap. For example, if you give maximum consideration to each store’s circumstances, how will transport cost, manpower and time be affected? On the flip side, if you prioritize efficiency, how much burden does that place on the stores? Through such simulations we present several options, and let the company make a judgement.

And not only for delivery: supply chains involve many stages, so by viewing them end to end, if you optimize what used to function separately — different departments and companies — even a small improvement can significantly raise efficiency.

──So it’s research while confronting actual challenges in reality. 

While we often undertake joint research with companies, we first focus on formulating a ‘research question’ from a societal and academic standpoint. We answer that question using scientific methods, and our mission is to connect our findings to problem-solving in society and to creating new value.

Even in joint research we proceed only after the company understands that we’re targeting topics with large societal impact, not just an individual firm’s issue.

Because it is a ‘significant question’, it must be an unresolved problem. An obvious challenge easily solved with existing solutions or methods does not become a research theme. Therefore, in every joint research we’re always facing new challenges, iterating trials and errors, at times experiencing failure together and building up knowledge.

The field of supply-chain is very broad: from operations at the site, through management strategy, to the economy as a whole. It demands multi-layered perspectives. Because the methods and expertise required differ significantly at each layer, we have researchers from a variety of fields participating in the institute.

Also, many practitioners from industry join as research members, bringing awareness of real-world issues and business realities to the discussions. With students also joining these talks among specialists from different disciplines and industries, they don’t just learn theory — they directly experience the complexity of real-world operations and the weight of decision-making, which becomes a great growth opportunity for them.

 

◆Creating a community where university, industry and students learn from each other

──You have been director of this institute for about three and a half years now. What policy have you taken in your research advancement?” 

Including collaboration with companies and overseas researchers, I’ve kept expanding the network. The institute was originally founded in 2002 by my mentor, Professor Kazuho Yoshimoto, a Professor Emeritus of the School of Science and Engineering, with the theme of strengthening the link between production and logistics for productivity improvement. Over 20 years later the environment surrounding corporate management has changed greatly. I believe we should keep daringly taking on new things and systematizing them.

──What new activities have you begun?

We’ve branched out in many areas, but I’ve placed particular emphasis on building communities of practitioners in production and logistics. We’ve held research meetings for manager-class practitioners, meetings for procurement-executives and for logistics-executives — bringing together top runners active in supply-chain management and introducing the latest academic knowledge to them and getting feedback.

We also emphasize overseas collaboration. We work with experts from industry and academia in the USA, Germany, China, Thailand and other countries, learning at various angles about the transformations taking place on the front line of supply chains.

In the U.S. we’ve learned from many advanced cases of supply-chain management. In the “Supply Chain Top 25” published annually by the research firm Gartner, we talk directly with CEOs of companies that are regulars in the list or in the “Masters” category. We gain the opportunity to learn how they drive supply-chain reform and respond to change.

In Germany we’ve visited cutting-edge factory automation and observed industry policy aimed at structural transformation of manufacturing through digital technology — the so-called “Industry 4.0”. Particularly, systems for data linkage between factories and companies and governance design were very suggestive for thinking about future Japanese manufacturing.

In China we visited Shenzhen, sometimes called the “hardware Silicon Valley”, and through entrepreneurs, manufacturing sites, venture capital and accelerators we learned how ideas take shape and grow into business. Through these on-site visits we aim to understand the manufacturing ecosystem that supports innovation and apply that to the future industrial competitiveness of Japan.

Through this practical knowledge, we don’t just learn theory, but we can also understand management decision-making and organizational transformation approaches that are globally applicable. I feel that knowing best practices around the world is extremely important for Japanese companies confronting challenges, in order to relativize those challenges and explore the next direction of reform.

──You said students also participate in your research activities. Are there results on that front too?

Yes. Facing real challenges that companies face, presenting solutions to people at the front line of operations and receiving feedback — for students it is definitely a large gain. We go on study tours to factories, companies and academic institutes domestically and overseas, and prominent practitioners in this field occasionally drop by unannounced, so I believe the stimulation is significant.

Including that, creating a ‘learning ecosystem’ in the field of supply-chain and service-operations management is my goal. For the university: discovery of new research opportunities and growth of students; for industry: acquisition of the latest theory and securing talent; for students: meaningful learning opportunities and paths to career. If a structure that fulfils each of these needs can be made, that would be ideal.

As a result, I hope Japanese manufacturing will regain strength and once again take the lead in solving global issues.

従来困難だった磁性体の
結晶対称性由来の磁区を識別する手法を開発

─ 超低消費電力・高速動作素子を実現するスピントロ二クス材料の開発に拍車 ─

発表のポイント

• 高輝度放射光が生み出す円偏光を用いた共鳴非弾性X線散乱（RIXS）^（注１）により、磁区^（注２）を識別する新しい磁性体研究手法を開発しました。
• 第三の磁性体と呼ばれる交替磁性体^（注３）テルル化マンガン（MnTe）において、磁区の空間分布を定量的に評価できることを示しました。
• 本手法は、従来の手法では識別できなかったスピントロニクス^（注４）材料の結晶対称性に由来する磁区観測に広く適用されると期待されます。

交替磁性体は全体としての磁化がゼロでありながら、スピンの分極した電子バンドを持つため、スピントロニクス材料として注目されています。交替磁性体の代表例であるMnTeにおいては従来技術では識別が難しい結晶構造の対称性に由来する磁区の存在が詳細な電子状態解明の障害となっていました。

東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、早稲田大学先進理工学部の武上大介博士研究員、大阪公立大学大学院工学研究科の播木敦准教授らとの共同研究により、円偏光を用いた共鳴非弾性X線散乱（RIXS）による新たな磁区識別法を開発しました。本研究では、右・左回り円偏光の散乱強度の差である円二色性（RIXS-CD）^（注５）を高精度で検出することで、従来の手法では識別できなかった結晶対称性由来の磁区を区別することに成功しました。今回開発した手法は、スピントロニクス材料の物性解明に寄与することが期待されます。

この研究成果は、米国物理学会が発行する学術誌Physical Review Lettersに2025年11月6日付で掲載されました。また注目論文として、同学会のPhysics Magazine誌で紹介されました。

【詳細な説明】

研究の背景

鉄（Fe）やマンガン（Mn）などを含む磁性体は、イオンがもつ微小な磁石の単位（スピン）が特定のパターンに従って巨視的に整列した状態を持ちます。磁性体の機能は、その整列のパターンと、磁区の配置によって大きく左右されます。磁区は、整列のパターンが一様に持続する領域であり、異なる磁区は情報記録媒体として利用することができます。従来、放射光を用いた磁区構造の識別には、X線磁気円二色性（XMCD）が広く用いられてきました。これらの手法は、主にスピンの向きが揃った強磁性体の磁区を区別することに有効です。

しかし近年、交替磁性体と呼ばれる新たな磁性体が注目を集めています（図1）。交替磁性体は、全体の磁化がゼロでありながら、強磁性体が示すような時間反転対称性を破る特徴的な磁気秩序を示します。具体的には、結晶格子内で入れ子になっている2つの副格子^（注６）のスピンが空間回転を伴う対称操作で互いに結び付けられており、その結果として上向き・下向きのスピンを持つ電子の振る舞いに違いが現れます。こうした材料の磁区構造を識別することは、機能発現の根本理解や制御に不可欠ですが、これまでの実験手法では結晶対称性に関連した磁区を区別することができませんでした。

今回の取り組み

本研究では、交替磁性体の代表例であるMnTe単結晶を対象に、軟X線領域（MnのL₃吸収端、約640 eV（電子ボルト））における共鳴非弾性X線散乱（RIXS）実験を実施しました。RIXSは、X線が物質中の格子やスピンの集団振動にエネルギーを与えて散乱される過程を観測することで、振動モードのエネルギーと運動量の関係を明らかにできる手法です。今回は特に、右回り・左回り円偏光のX線を用いてRIXSスペクトルを測定し（図2）、それらの散乱強度の差である円二色性（RIXS-CD）を測定しました。

本手法の革新性は、マグノン^（注７）励起におけるRIXS-CDが、磁気秩序が引き起こす鏡映対称性の破れに敏感であるという点にあります。図２に示す通り、今回の測定では、X線の入射・散乱角度を精密に制御しながら、試料の方位角（入射面を試料面内で回転させた角度）を変化させてRIXS-CDの角度依存性を調べました。その結果、入射角度に応じてRIXS-CDの強度が変化し、最大強度となる方向が存在することが明らかとなりました（図3）。これは、特定の交替磁区が優勢に存在していることを示唆するものです。

この観測結果を、第一原理電子状態計算^（注８）と物質中の電子のふるまいを原子レベルで精密に再現する動的平均場理論（DMFT）に基づく理論シミュレーションと比較したところ、実験と理論が定量的に一致し、測定領域では結晶の回転対称性で結ばれる3つの領域のうち1つが約半分（47%）を占めていることが判明しました。さらに、他の2つの領域もそれぞれ22%、31 %存在することが推定されました。つまり、RIXS-CDの方位角依存性から、磁区の「構成比」を定量的に抽出することに成功しました。

また、今回観測されたRIXS-CDは、時間反転対称性の破れそのものではなく、磁気秩序による「鏡映対称性の破れ」に由来するものであることも理論的に明らかにしました。これは、広く用いられているXMCDが時間反転対称性の破れを検出しているのとは異なります。これはRIXS過程の非エルミート性（粒子の存在確率が保存しない性質）に起因する性質であり、RIXS独自の新しい対称性検出手段であると位置付けられます。

今後の展開

RIXS-CDは、強磁性体の磁化の検出に限らず、様々な対称性の破れを高感度に検出できる手法です。今後は、交替磁性体だけでなく、トポロジカル磁性体や、様々な量子物質に適用が期待されます。また、円偏光が持つ角運動量を活用することで、マグノンのカイラリティ（左回り、右回りの非対称性）を明らかにすることもできます。これはカイラリティを持つマグノンの特性を詳細に捉えることが可能となるため、マグノニクス材料の性質の解明にも貢献します。

本研究のRIXS-CD実験は、東北大学で合成されたMnTe純良単結晶を用い、英国の放射光施設Diamond Light SourceのI21ビームラインにて実施されました。同様の分光手法は、東北大学青葉山キャンパスにて2024年より稼働を開始した3GeV高輝度放射光施設NanoTerasu（ナノテラス）においても、より高いエネルギー分解能で既に実現可能となっています。本研究をリードした鈴木助教は、「今回確立した測定手法をNanoTerasuの2D-RIXS分光器を用いてより高精度で行うことで、マグノンなどの集団励起の空間分布を効率的に可視化できます。RIXSは磁気デバイス試料の動作時にも適用可能です。今後は同様の測定手法を応用することにより、スピントロニクスの研究に貢献することが期待されます」と、今後の展望を語っています。

【謝辞】

本研究は、JSPS 科学研究費助成事業（JP22K13994, JP21K13884, JP23K03324, JP23H03817）、Quantum Materials for Applications in Sustainable Technologies Grant No. CZ.02.01.01/00/22_008/0004572、Deutsche Forschungsgemeinschaft under the Walter Benjamin Programme, Projektnummer 521584902の支援を受けて行われました。数値計算の一部は東京大学物性研究所スーパーコンピュータ共有利用（課題番号：2024-Bb-0005）を用いて行われました。共鳴非弾性X線散乱実験はDiamond Light Source利用課題（MM35709）により実施されました。また、本論文は『東北大学2025年度オープンアクセス推進のためのAPC支援事業』の支援を受け、Open Accessとなっています。

【用語説明】

注1.共鳴非弾性X線散乱（RIXS）：試料に含まれる化学元素の吸収端に合わせた軟X線を照射し、散乱されて出てくる光のエネルギーを調べる分光法のこと。RIXS はResonant Inelastic X-ray Scatteringの略称。

注2.磁区：物質の中で、イオンがもつ微小な磁石の単位（スピン）が一定のパターンで揃っている領域。

注3.交替磁性体：近年同定された新しいタイプの磁性体のこと。磁石の起源となる強磁性体（全体として磁化を持つ）や反強磁性体（磁化が相殺されゼロになる）とも異なる「第三の磁性体」として注目されている。交替磁性体では、磁化の総和がゼロであるにもかかわらず、強磁性体のような時間反転対称性の破れ（時間の流れの向きを逆向きにしたときに状態が変化する性質）に伴う応答が得られる。その結果、電子のバンド構造のスピン分裂や異常ホール効果が現れるなど、従来の反磁性体にはない性質を持つ。代表的な例としてMnTeの他にルチル型化合物であるフッ化マンガン(II)（MnF₂）などが知られている。

注4.スピントロニクス：「スピン」と「エレクトロニクス」を組み合わせた言葉で、電子の持つ電荷とスピンの性質を利用して情報処理や記録を行う技術のこと。電子の電荷のみを利用する従来のエレクトロニクスと比べ消費電力が小さく、高速で動作する電子機器を実現できると期待されている。

注5.円二色性（Circular Dichroism: CD）：右・左回り円偏光による吸収や散乱強度の差から、対称性の破れを検出する手法。X線吸収スペクトルの円二色性（X-ray magnetic circular dichroism: XMCD）は磁性体研究に広く用いられているが、今回はRIXSの円二色性を観測した。

注6.副格子：結晶中では、それぞれの原子は並進操作（平行移動）で他の原子と結びついている。この繰り返しの最小単位を単位格子と言うが、ある種の結晶では単位格子の中に複数の同一原子を含む。これを副格子と呼ぶ。

注7.マグノン：磁性体において、スピンの歳差運動（回転運動）が波のように伝わるスピン波を、量子力学的に記述した準粒子。

注8.第一原理電子状態計算（第一原理計算）：計算対象となる物質系を構成する元素と結晶構造のみを入力パラメータとし、系の電子状態を計算する手法。

【論文情報】

タイトル：Circular Dichroism in Resonant Inelastic X-ray Scattering: Probing Altermagnetic Domains in MnTe
著者：D. Takegami, T. Aoyama, T. Okauchi, T. Yamaguchi, S. Tippireddy, S. Agrestini, M. Garcia-Fernandez, T. Mizokawa, K. Ohgushi, Ke-Jin Zhou, J. Chaloupka, *J. Kunes, *A. Hariki, and *H. Suzuki
*責任著者：Masaryk University　Professor  Jan Kunes
*責任著者：大阪公立大学　准教授　播木敦
*責任著者：東北大学学際科学フロンティア研究所　助教　鈴木博人
掲載誌：Physical Review Letters
DOI：10.1103/512v-n5f9
URL：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/512v-n5f9

（参考）Physics Magazine誌での紹介記事
タイトル：Mapping Altermagnetic Domains
URL：https://physics.aps.org/articles/v18/s145

演題：K3曲面の導来圏のスペクトラムについて

日時：2025年12月5日(金) 16:30-18:10

会場：早稲田大学　西早稲田キャンパス 51号館 18-08

講師：大内　元気（北海道大学大学院理学研究院数学部門准教授）

対象：一般

参加方法：入場無料　直接会場へお越しください

主催：基幹理工学部 数学応用数理専攻

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

URL：https://sites.google.com/view/waseda-ag-seminar

演題：最長しりとり問題の解法と大規模並列整数計画ソルバの現状

日時：2025年12月17日(水) 15:05-16:45

会場：早稲田大学　西早稲田キャンパス　61号館310教室

講師：品野　勇治　(Zuse Institute Berlin 研究員，統計数理研究所 客員教授)

対象：学部生、大学院生、教職員、一般

参加方法：入場無料　直接会場へお越しください

主催：創造理工学部 経営システム工学科

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

リンク先URL：https://www.zib.de/members/shinano

演題：～軽水炉の未来とそれを実現する革新技術～「日本原子力研究開発機構の果たすべき役割」

日時：2025年12月13日(土) 14:25-15:05

会場：早稲田大学　西早稲田キャンパス　63号館2階203・204・205会議室

講師：大井川　宏之　　日本原子力研究開発機構　上級執行役（最高研究開発責任者）

対象：学部生、大学院生、教職員、学外者、一般

参加方法：入場無料　下記のリンク先よりお申込み下さい

主催：先進理工学部 共同原子力専攻

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

リンク先ＵＲＬ：https://www.nuclear.sci.waseda.ac.jp/sympo/

演題：「場所から学ぶこと」

日時：2025年11月28日(金) 13:10-15:10

会場：早稲田大学　西早稲田キャンパス　56号館 104教室

講師：藤野　高志　(東北大学 准教授)

対象：学部生、大学院生、教職員、一般

参加方法：入場無料　直接会場へお越しください

主催：創造理工学部 建築学科

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

演題：現代美術作家・木村友紀　講演会

日時：2026年1月21日(水) 13:10-16:50

会場：早稲田大学　西早稲田キャンパス　63号館201教室

講師：木村　友紀　(京都市立芸術大学　教授)

対象：学部生、大学院生、教職員、学外者、一般

参加方法：入場無料　直接会場へお越しください

主催：創造理工学部 建築学科

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

演題：つながりのもつ建築について

日時：2025年11月26日(水) 14:00-15:40

会場：早稲田大学　西早稲田キャンパス　56号館 104教室

講師：LEE HYERI　(一級建築士　IIL代表)

対象：学部生、大学院生、教職員、学外者、一般

参加方法：入場無料　直接会場へお越しください

主催：創造理工学部 建築学科

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

TEL：03-5286-3000

 

サプライチェーンに変革を起こす 早稲田発「学びのエコシステム」

 

デジタル化、グローバル化、サステナビリティ。さらにはパンデミックに経済安全保障。激動する社会の波を受け、企業のサプライチェーンはかつてない変革期を迎えています。その中で日本の製造業に活力を取り戻し、世界経済を明るく照らすためにアカデミアにできることは何か。産学連携で難題に取り組む研究所を紹介します。 

◆サプライチェーンの「大変革」に学術的アプローチで貢献する 

──「グローバル生産・物流コラボレート」といいますと、どのような研究が対象となるのでしょうか。 

ひと言でいえば、製造業を中心とする企業におけるサプライチェーン・マネジメント。原材料などの調達に始まり、製造現場への輸送、生産、倉庫での管理、そして販売店への配送といった一連の流れ、すなわちサプライチェーンに関する業務をいかに効率化するかについて研究しています。加えて、販売と消費を合わせたサービスオペレーション・マネジメントも研究対象に入ります。 

製造業を取り巻く最近の情勢は非常に厳しく、さまざまな問題が複雑に絡み合う中で企業は「大変革期」を迎えています。例えば、第４次産業革命などといわれるデジタル化の進展、SDGsに象徴されるサステナビリティへの対応やソーシャルビジネスの加速、グローバリゼーションの果てに巻き起こった保護主義の高まりなど、サプライチェーンに影響を及ぼす課題は山積です。コロナ禍によってサプライチェーンの分断リスクが顕在化し、地政学的リスクに伴い供給網の見直しを余儀なくされる、といったことも起きています。 

日本では特に働き手不足の問題も大きいですね。物流業界では「2024年問題」といって騒がれたように、働き方改革関連法の施行でトラック運転手の時間外労働時間に上限規制が設けられたことで、輸送力の低下が危惧されました。ドライバーだけでなく、在庫管理や需要予測に従事するホワイトカラーの人たちも高齢化などで職場から離れ、ベテランの経験と勘に頼ってきたツケが回ってきています。 

そうした中で、ビジネスと社会に役立つ次世代のグローバル生産・物流システムの構築を目指し、経営工学的な知見を生かして問題の分析と解決策の検討を行うことが私たちの使命です。

──アカデミアが持つ学術的な知見に対して、産業界からの要請や期待が大きいということですね。 

そのように思います。日本の製造業はかつて世界を牽引する力を備えていましたが、近年では先ほど挙げたような環境変化により、国際競争力を保つことが次第に難しくなってきました。私たちは研究活動の一環で、日本を代表するようなメーカーの経営陣やサプライチェーンの実務担当者との共同研究や議論を重ねてきましたが、変革の方向性や具体的な方法について、学術的アプローチへの期待値がこれまで以上に膨らんでいることを実感しています。 

私自身、これまで多くの企業の方々とご一緒する中で感じるのは、日本企業には現場レベルで極めて高い能力と改善力が備わっているということです。実際、日々のオペレーションはすでに最適に近い水準で行われており、そこで働く人々の知見と努力は世界的に見ても誇るべきものです。 

一方で、私たちの分野には「制約理論（Theory of Constraints）」という考え方があります。システム全体のパフォーマンスは、“ボトルネック”となる制約条件によって決まるというものです。例えば、鎖の強さが最も弱い輪の強度で決まるように、組織やサプライチェーンも、どこか１カ所の制約条件が全体の可能性を抑えてしまうことがあります。 

飛躍的な改革を実現するためには、この制約条件そのものを変える必要があります。しかし、それは他部門や他社との関係にも影響を及ぼし、ときには一時的な混乱や負の影響を伴うこともあるため、決して容易ではありません。 

そのような中で、企業としての「ありたい姿」や長期的なビジョンを明確に定め、全体最適の視点から改革を進め、この壁を乗り越えていくことこそが、これからの企業の競争力の源泉になると考えています。 

私たちの研究所の貢献としては、そうした企業のビジョンを深く理解し、その実現に向けた意思決定をシナリオとして整理し、数理モデルやアルゴリズムを構築したうえでシミュレーションを行うことにあります。これにより、「もしこのような意思決定を行った場合、どのような結果が生じるか」を定量的に示し、企業が将来を見据えた戦略的な意思決定を行う際の支援を行うことが重要だと考えています。 

◆企業との共同研究で「理論と現実」のギャップを超える

──経営工学的アプローチというのは、具体的にどのようなことを行うのですか。 

例えば、全国チェーンを展開する外食企業との共同研究で取り組んだ、店舗への配送スケジュールの全体最適化プロジェクトがあります。一定のエリアに複数の店舗が存在しているため、いかに物流の効率性を上げるかが課題でした。従来は、店舗ごとに希望する配送時間がまちまちで、ある店は朝の搬入を希望し、別の店では夜間を指定するというような状況でした。これでは、隣り合った店舗であっても朝と夜で同じ地域に2回行く必要があり、効率的ではありません。ここで、店舗の望むタイミングで届けるという「制約条件」を緩和して、配送時間をそろえれば、配送ルートもまとめられ、より少ない台数のトラックで回れます。  

では、一定エリアに数百の店舗があるとして、どの店舗同士の配送を調整すれば最も効率が上がるのか。膨大な組み合わせの中から最適解が得られるよう、アルゴリズムをつくって数理的に導き出します。個々の店舗の事情に振り回されず、本社が全体を俯瞰して調整を図ることで、ロジスティクスの効率が大きく改善するわけです。 

ただ、理論的に得られた最適解が、必ずしも現実の課題解決に使えるとは限りません。理論と現実の間には常にズレがあり、そのギャップを踏まえてどうするかを企業と協働しながら詰めていく作業が重要です。例えば、店舗の事情を最大限に考慮した場合、物流にかかるコストや人員、時間はどうなるか。逆に最も効率性を重視した場合、店舗にどれだけの負担を強いることになるか。そうしたシミュレーションでいくつかの選択肢を示し、企業に判断してもらうのも一つの方法でしょう。 

配送に限らず、サプライチェーンにはさまざまな段階がありますから、その全体を通して見て、従来は別々に機能していた部門と部門を結びつけて最適化すれば、ちょっとの改善で格段に効率を高めることも不可能ではありません。 

──現実に起きている課題を直視しながら研究を進めるわけですね。 

私たちは企業の皆様と共同で研究を行うことも多くありますが、あくまで「研究」として、社会的な観点からも学術的な観点からも「重要な問い（Research Question）」を設定することを最も重視しています。 

その問いに対して科学的な手法で答えや解決策を導き出し、その成果を社会における問題解決や新たな価値創出につなげることが、私たちの使命です。共同研究を進める際にも、個々の企業様の課題解決にとどまらず、社
会全体へのインパクトが大きいテーマに取り組むことをご理解いただいたうえで、一緒に研究を進めています。

また、「重要な問い」であるためには、それが未解決問題でなければなりません。既存のソリューションや手法で容易に解決できるような自明な課題は研究テーマとはなりません。したがって、共同研究では常に新しいチャレンジに向き合い、試行錯誤を重ね、ときには一緒に失敗も経験させていただきながら、知見を積み上げていくことを大切にしています。 

サプライチェーンという領域は非常に広く、現場の運用から経営戦略、さらには経済全体の動向まで、多層的な視点が求められます。各レイヤーで必要となる方法論や専門知識も大きく異なるため、研究所には多様な分野の研究者に参画いただいています。 

また、実業界からも多くの実務家の研究員に参加していただき、現場の課題意識やビジネスのリアリティを踏まえながら、研究の社会的価値を高めるための議論を日々重ねています。こうした異分野・異業種の専門家との議論に、学生たちも加わることで、理論だけでなく実務の複雑さや意思決定の重みを直接体験し、大きな成長の機会へとつながっています。

◆大学と企業と学生が学び合うコミュニティの創出を

──大森先生がこの研究所の所長になられて約３年半。どのような方針で研究を進めてこられましたか。 

企業との連携や海外の研究者との協働も含めて、ネットワークを広げることを念頭に活動してきました。もともとこの研究所が発足したのは2002年、私の恩師である吉本一穂先生（理工学術院名誉教授）が立ち上げ、その名のとおり生産と物流の結びつきを強めながら生産性の向上や物流の効率化を追究することをテーマとしていました。それから20年以上を経て、企業経営を取り巻く環境は大きく変わっています。新しいことにどんどん挑戦し、仕組み化していきたいと考えています。 

──新しく始められたこととして、どのような活動がありますか。 

いろいろと手を広げてきましたが、生産・物流に関する実務家の方々とのコミュニティづくりには特に力を入れています。マネージャークラスの研究会、調達系役員の研究会、物流系役員の研究会というように、サプライチェーン・マネジメントの第一線で活躍する各界のトップランナーにお集まりいただき、学術研究にもとづく最新の知見を紹介してフィードバックをいただくといった活動です。 

海外との連携にも力を入れています。アメリカ、ドイツ、中国、タイなど、各国の産業界や学術界の有識者と協働し、サプライチェーンの最前線で起きている変革を多角的に学んでいます。 

アメリカでは、サプライチェーン・マネジメントの先進的な事例を多く学んでいます。調査会社のガートナー（Gartner）が毎年発表する「サプライチェーン・トップ25」では、世界を代表する企業が殿堂入り（Masters Category）として評価されています。私たちは、そうしたガートナーランキングの常連企業や殿堂入り企業の経営者の方々から直接お話を伺い、どのようにサプライチェーン改革を進め、変化に対応しているのかを学ぶ機会を得ています。 

ドイツでは、最先端のファクトリーオートメーションを視察し、デジタル技術によって製造業の構造転換を図る産業政策──いわゆる「インダストリー4.0」の現場に触れてきました。特に、工場や企業間でのデータ連携の仕組みやガバナンス設計は、今後の日本のものづくりを考えるうえで非常に示唆に富むものでした。 

また、中国では「ハードウェアのシリコンバレー」とも呼ばれる深圳を訪れ、起業家、製造現場、ベンチャーキャピタル、アクセラレーターなどを通じて、アイデアがどのように形となり、ビジネスとして成長していくのかを学んでいます。こうした現地視察を通して、イノベーションを支えるモノづくりのエコシステムを理解し、今後の日本の産業競争力に生かすことを目指しています。 

こうした実践知に触れることで、単に理論を学ぶだけでなく、グローバルに通用する経営の意思決定や組織変革のアプローチを理解することができます。世界各地でのベストプラクティスを知ることは、日本企業が直面する課題を相対化し、次の変革の方向性を探るうえで非常に重要だと感じています。 

──研究活動には学生も参加されるとのことですが、こちらも成果が上がっていますか。 

そうですね。企業が抱える現実の課題と向き合い、実務の最前線にいる方々に解決策をプレゼンし、フィードバックをもらう。学生にとって得るものが大きいことは間違いありません。研究所主催のスタディツアーで国内外の工場や企業、学術機関などへ視察にも行きますし、この分野で名の知れた錚々たる企業人がふらっと訪ねてこられたりもしますので、刺激は大きいのではないでしょうか。 

そうしたことも含めて、サプライチェーンとサービスオペレーションのマネジメント分野における「学びのエコシステム」を創ることが、私の目標です。大学には新たな研究機会の発見と学生の成長を、企業には最新理論の獲得と人材確保を、そして学生には意義ある学びの機会とキャリアへの道を。それぞれのニーズを満たせる仕組みができたらいいですね。

その結果、日本の製造業が再び強さを取り戻し、世界の課題解決に先導的役割を果たせるようになれればと願っています。 

2025年度の「教えて！ わせだ論客」のテーマは「コミュニケーション」。複数の専門家の視点から、コミュニケーションについて考えます。第5回のゲストは、「音響工学」を専門とする及川靖広教授（理工学術院）。音を物理現象として捉え、聴覚コミュニケーションを支援する研究などに取り組む及川教授に、「快適な音コミュニケーション」について伺いました。

INDEX
▼「点」ではなく空間全体の「場」として音を理解する
▼みんな同じようで、違う音を聴いている
▼音に耳を澄ますように、社会を観察してほしい

取材・文：丸茂 健一
撮影：石垣 星児

早稲田大学では、国際研究大学としての地位確立の担い手となる注目の若手・中堅研究者を、次代の中核研究者として選出しています。

その一人である先進理工学部の石井あゆみ准教授は、近赤外光や偏光などの「目に見えない」光を検出・操作し、強い光や電気エネルギーとして利用する研究を進めています。

地球に住む私たちにとって無限でクリーンなエネルギー源といえる光。今よりも自由に利用できるようになったら、どのような未来が見えてくるのでしょうか。石井先生に伺いました。

【次代の中核研究者】石井　あゆみ（先進理工学部　准教授）

 

「諦めずに取り組むことで、多角的なスキルを身に付けることができた」

大学院先進理工学研究科 修士課程 2年　天野 創太（あまの・そうた）

幼少期から機械に関心を持ち、現在は先進理工学研究科の澤田秀之研究室 でロボット開発に取り組む天野創太さん。災害現場や起伏のある地形での探索を想定した、全方位移動可能な球体ロボット「Sphebot（スフィボット）」を発表し、2025年9月に、世界28カ国から2,100件を超える応募が寄せられ、国際的に権威のあるJames Dyson Award（以下JDA）2025で国内最優秀賞を受賞しました。学部生の頃から本格的にロボット開発に携わってきた天野さんに、ロボットに興味を持ったきっかけや製作の裏側、今後の展望などを聞きました。

――ロボットに興味を持ったきっかけは何ですか？

小学生のときに、ドイツの「フィッシャーテクニック」というおもちゃを買ってもらったのがきっかけです。レゴブロックのように組み立てて遊ぶものなのですが、センサーやモーター、マイコンなどが付いていて、機械や構造の仕組みを学べるものになっていました。それで遊んでいる中で、ロボットに興味が湧いていったように感じます。また、中学生になると、勉強の合間の自由時間にパソコンで遊ぶようになり、当時Googleが無償で提供していた「SketchUp」というCAD（※1）ソフトウェアで設計するのが一番の気晴らしでした。

（※1）設計や製図を行うためのソフトウェア。

――今回、JDAに「Sphebot」を応募しようと思ったのはなぜですか？

学内で開催されていたJDAの説明会に参加したことがきっかけです。話を聞いてみると面白そうで、コンペティションで求められる内容が、自分が製作しているロボットと相性が良さそうだとも感じたんです。JDAではデザインが特に重視されるため、プロトタイプの中から募集内容に適したものを選び、デザインをブラッシュアップしました。プレゼン動画では、動作イメージの表現にもこだわりました。

「Sphebot」は、学部4年生の頃から製作していたもので、もともと研究室で開発が進められていたロボットを継承し、一人でプロジェクトを進めてきました。脚によって本体を持ち上げられる変形式の球体にすることで、脚型ロボットのように段差を越える柔軟性に加え、車輪のようなスムーズな移動性も得られ、新たな形状のロボットを世に送り出せるのではないかと考えました。

「Sphebot」の動作イメージ。JDAでのプレゼン動画から

――JDA2025で国内最優秀賞を受賞した感想や、アワードを通して苦労したことについて教えてください。

他の応募作品を見ても世界中から素晴らしいアイデアが集まっていたので、まさか選ばれるとは思っていませんでした。そのため、結果を聞いた時は本当にびっくりしましたし、素晴らしい作品の中から最優秀賞に選んでいただけたのは、非常に光栄です。

苦労をしたのは、時間のやりくりですね。このプロジェクトは一人で進めていたので、何をやるにも全て自分で動かなければなりませんでした。特にプレゼン資料のCG制作は大変で、高性能なPCを使っても動作が重く、うまく表現できないこともしばしば。また、実機はシミュレーションでうまくいっても実際には動かないこともよくあるので、そのエラーを一つ一つ取り除いていく作業も大変でした。ただ、諦めずに取り組むことで、今回のJDA2025に限らずこの3年間の研究を通して、多角的なスキルを身に付けることができたと感じています。

――そもそもロボット開発はどのように進めているのですか？

基本的には、CADで設計し、試作をするという流れを繰り返します。シミュレーションが必要なときには、3DCGのソフトウェアを仲介して、ゲーム開発用のプラットフォームの空間内に読み込み、物理シミュレーションを行います。これらの方法により、「実際に動作するか」「どういう見た目になるのか」を見ながら実機を完成に近付けていきます。研究室や自宅にある3Dプリンターで試作を繰り返しながら、動作を検証し、最終的に現在の「Sphebot」の設計に至るまでには2～3年を費やしました。

ロボットに関するアイデアは、日常の中でよく浮かびます。特に車を運転しているとき、「こう動いたら面白いかも」「この配置ならうまくいきそう」と思い付くことが多いです。今回の「Sphebot」の動作機構も、そんな日常のひらめきから生まれました。

写真左：「Sphebot」の部品を製作している時の様子
写真右：部品の試作に使用している自宅の3Dプリンター

――大学ではどのようなことを学んでいますか？

私は先進理工学部の応用物理学科出身で、基礎物理から量子力学や相対性理論まで幅広く学びました。澤田研究室は計測情報工学という応用的な分野に軸を置いていて、制御理論や形状記憶合金、最近はディープラーニング（※2）の研究にも力を入れています。研究室では各々がプロジェクトを立ててひたすら研究に励んでおり、見つけてきた論文を紹介し合って常に知識をアップデートしたり、新しい技術や発見について助手や博士課程の学生と議論したりしています。研究で忙しい日々ではありますが、学部生の頃から続けているバレーボールは良い気分転換になっています。

（※2）人工知能技術の一種で、データから特徴を自動的に学習する技術。

――最後に、今後の展望について教えてください。

JDA2025では完成したイメージを発表したのですが、球体が転がるときのランダムな動きをうまく制御できるよう、今後も機械学習を含め検討を続けていきたいです。最終的には、周囲の環境を自ら認識し、地図を生成しながらどんな地形でも思い通りの動きができる、アニメやSF映画に出てくるようなロボットキャラクターのような動作の実現をイメージしています。ただ、時間的な制約もあるため、中長期的な目標については新しく入ってくる研究室の後輩にも託しながら、見守っていければと思います。

自分の展望は、あと半年ほどで研究室を離れてしまうので、これまで培ってきたスキルや経験を生かして、自身の可能性をさらに広げることです。就職後も、面白いアイデアが浮かべば、どんどんロボットを作っていきたいですね。

第912回

取材・文・撮影：早稲田ウィークリーレポーター（SJC学生スタッフ）
人間科学部 3年　西村 凜花

ヤーン・テラー効果における新奇な現象を発見
～電子の軌道とスピンの新しい結合形態がみつかる～

発表のポイント

• 固体中の電子のスピンが秩序化すると、それによってヤーン・テラー効果が誘起されて結晶が歪むという新しい現象を見出しました。
• Co_1-xFe_xV₂O₄という物質を測定し、FeO₄正四面体のヤーン・テラー効果に由来する構造相転移が、 VとCo/Feのスピンが秩序化する温度において起こることを見出しました。
• Co_1-xFe_xV₂O₄のFe^2＋はe_g軌道の縮退の解け方が決まらない状態にありますが、スピンが秩序化すると、スピンの方向が決まり、スピン軌道結合を通じてe_g軌道の縮退の解け方を一意に決めるため、構造相転移が起こることを明らかにしました。
• 量子力学における二準位系を磁場によって制御できることになり、将来的には量子情報への応用の可能性をも示唆するものです。

これまで、ヤーン・テラー効果を示す物質はこれまでに数多く知られていましたが、物質の磁性のもととなる電子のスピンがその現象に絡むことはほとんどありませんでした。
早稲田大学 理工学術院 勝藤拓郎（かつふじたくろう）教授らの研究グループは、固体中の電子のスピンが秩序化すると、それによってヤーン・テラー効果が誘起されて結晶が歪むという、これまでに知られていなかった新しい現象を見出しました。
このことは、量子力学における典型的な二準位系の問題を磁場によって制御でき、将来的には量子情報への応用の可能性を示唆するものです。
本研究成果は、国際学術誌「Physical Review Letters」に2025年10月29日に公開されました。
論文名：Coupling between orbital and spin degrees of freedom in Jahn-Teller ions for Co_1-xFe_xV₂O₄

これまでの研究で分かっていたこと

ヤーン・テラー効果とは、1937年にヤーンとテラーの論文によって示された効果です。分子や結晶中の電子の軌道にエネルギーが等しいものが複数ある場合（すなわち縮退した軌道^※1がある場合）、分子あるいは結晶を歪ませることにより、特定の軌道のエネルギーを下げて（すなわち縮退を解いて^※1）その軌道を電子が占有することにより、系全体のエネルギーを下げられるというものです。ヤーン・テラー効果を示す物質はこれまでに数多く知られていましたが、物質の磁性のもととなる電子のスピンがその現象に絡むことはほとんどありませんでした。電子のスピンはある温度以下で秩序化するのですが、多くの系でスピンの秩序化が起こる温度はヤーン・テラー効果によって分子や結晶の変形が起こる温度よりも遥かに低く、両者の間に相互作用が発生しないためです。

新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと、そのために新しく開発した手法

縮退した軌道を電子が占有する系において、電子のスピンが秩序化すると、それによってヤーン・テラー効果が誘起されるという、これまでに知られていなかった新しい現象を見出しました。さらに、電子のスピンと軌道角運動量の間に存在するスピン軌道結合※2がこうした振舞のもととなっていることを明らかにしました。
今回研究の対象としたのはAB₂O₄で表される立方晶のスピネル構造（図1左）をとる物質群です。このうちFeV₂O₄と言う物質は、正四面体の頂点にある酸素イオンと正四面体の中央にあるFe²⁺のイオンによるヤーン・テラー効果によって正方晶への構造相転移が起こる物質として知られています。一方、同じ構造のCoV₂O₄と言う物質はCo²⁺に軌道の縮退がないため、ヤーン・テラー効果による格子変形は起こりません。我々はこの物質の混晶系Co_1-xFe_xV₂O₄のxを様々に変化させた単結晶試料を作製し、それらの磁化と歪を詳細に調べた結果、VとCo/Feのスピンが秩序化する温度（ネール温度）において、FeO₄のヤーン・テラー効果による構造相転移が起こることを見出しました（図2左）。さらにFeの量を減らしていくと、構造相転移温度は減少しないが、歪の大きさが大きく減少する（図2右）という特異な振る舞いを見出しました。なお、Co_1-xFe_xV₂O₄の磁性と構造はこれまでに回折手法を用いて研究されてきましたが、この手法は結晶の小さな歪を見逃しがちであり、結果として間違った相図が報告されてきたことも明らかになりました。

図1 （左）スピネル構造　（右） 正四面体の頂点にある4つの酸素に囲まれたFe²⁺のe_g軌道の状態と歪

図2　Co_1-xFe_xV₂O₄の（左）電子相図。T_sは構造相転移温度、T_Nはネール温度。（右）正方晶歪の大きさ

今回得られた正しい相図は、「スピンが秩序化するとヤーン・テラー効果が起こって構造相転移を起こす」ということを強く示唆する結果となっています。スピネル構造のAサイトにおいて二重に縮退したe_g軌道^※3が存在する場合、立方晶が一軸方向に伸びるのか縮むのか、さらにその一軸が立方晶の等価な3つの軸のいずれであるかによって、e_g軌道の縮退の解け方が様々に異なるため（図1右）、逆にどれが選ばれるかが決まらない状態（フラストレーション）にあります。こうした状態でスピンが秩序化すると、スピンの方向が決まり、その結果スピン軌道結合を通じてe_g軌道の縮退の解き方を一意に決めるため、結果的に構造相転移が起こることになります。このような振る舞いは、二重に縮退した軌道とそれと結合した結晶格子の歪、および磁化（スピンの秩序の度合い）を考慮したモデルによって再現できることも示しました。

研究の波及効果や社会的影響

二重に縮退したe_g軌道のヤーン・テラー効果は、量子力学における典型的な二準位系の問題であり、それを1テスラ以下の磁場によって制御できるという事実は、量子情報への応用の可能性を示唆するものです。現状ではFe²⁺イオン1個の状態を制御したり読み出したりすることは困難ですが、結晶中のFe²⁺イオンの数は極限まで減らすことによって、Fe²⁺1個の状態を磁場によって制御し、かつ読み出すことが可能になれば、量子情報への応用の道が開けると考えられます。

課題、今後の展望

量子情報へ応用するためにはFe²⁺イオンの数を減らすとともに、Fe²⁺1個の磁性を測定することが必要となり、その技術開発が求められます。さらに、FeV₂O₄のFeをCoで置換するのではなく、Vの方を非磁性のイオンで置換することによりFeのスピンの秩序化を抑制すると、軌道とスピンの結合はあるが、それらが同時にフラストレーションした新しい状態を形成することが期待されます。このような2つの自由度が絡まり合って（エンタングルメント）揺らぐ状態はこれまでに知られておらず、基礎科学的な興味があります。

研究者のコメント

本研究成果では、物質中における軌道自由度と呼ばれる軌道縮退に由来した電子の自由度と電子のスピンの新たな結合の形態を示したことに意義があると思います。これを用いて新たなデバイスを構築していくのが次のステップであると思っています。

用語解説

※1 縮退した軌道
原子やそれが周期的に配列した固体中にある電子は、軌道と呼ばれる状態を占有することが知られています。その際に、エネルギーが同じになる軌道のことを縮退した軌道といいます。何等かの理由により縮退していた軌道のエネルギーが異なることになったとき、縮退が解けるといいます。

※2 スピン軌道結合
電子のもつ軌道角運動量と、同じ電子が持つスピンとの間の相互作用であり、軌道角運動量とスピンの内積で表されます。

※3 e_g軌道
電子の軌道のうち、二重に縮退した(entarted)軌道で、空間反転した際に符号が変化しない(gerade)ものをe_g軌道といいます。一般的に、遷移金属の軌道（d軌道）は、立方晶中で二重縮退したe_g軌道と三重に縮退したt_2g軌道となります。

キーワード

ヤーン・テラー効果、軌道縮退、スピン軌道結合

論文情報

雑誌名：Physical Review Letters
論文名：Coupling between orbital and spin degrees of freedom in Jahn-Teller ions for Co1-xFexV2O4
執筆者名（所属機関名）：Minato Nakano (早稲田大学)、Taichi Kobayashi (早稲田大学）Takuro Katsufuji* (早稲田大学)
*：責任著者
掲載日時：2025年10月29日
掲載URL：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/5kwm-sljw
DOI：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/5kwm-sljw

研究助成

研究費名：科学研究費補助金 基盤研究(B)
研究課題名：複合自由度に由来する新規磁気伝導物質の探索と新規物性
研究代表者名（所属機関名）：勝藤拓郎（早稲田）

研究費名：新学術領域研究(研究領域提案型)公募研究
研究課題名：軌道自由度による超構造を用いた量子液晶状態の探索
研究代表者名（所属機関名）：勝藤拓郎（早稲田）