国立大学法人筑波大学
国立大学法人冈山大学
学校法人鹤学园广岛工业大学
伦纳大学
国立大学法人东京工业大学
国立大学法人东海国立大学机构名古屋大学
国立大学法人东北大学
国立研究开发法人科学技术振兴机构（JST）
◆发表要点
我们发现，当用氮化硼纳米管包裹碳纳米管并用光照射成嵌套状的筒形结构体时，两者之间会发现电子的近道。超高速光器件的开发和光照射产生的电子等的超高速操作，器件的高效排热等，广泛领域的应用可以期待。
近年来，有报告称，如果重叠厚度只有1原子分的层状或筒状材料（低维材料），就会发现新的性质。对这种结构体的静态性质，例如导电特性等进行了大量的调查。但是，由于照射光而产生的层间电子移动，以及之后原子的运动等动态性质几乎没有被调查。
本研究用氮化硼纳米管（BNNT）包住碳纳米管（CNT），合成了嵌套的筒状结构体，观测了在那里照射光时产生的电子和原子的运动。关于电子的运动，对于由于光的照射产生的瞬间的分子结构和电子结构的变化用以10兆分之一秒的精度可捕捉的广带域的超高速瞬态透过率测量观测。另外，关于原子的运动，使用以1兆分之1秒的精度能观测到的超高速时间分解电子射线衍射法进行了观测。
结果发现，当异种低维材料叠加在一起时，会出现电子的通道。我们还发现，通过照射CNT产生的电子通过这个通道移动到BNNT中。这个被激发的电子能源，因为在BNNT中迅速变成热能，能极快地输送热能。
本研究揭示了两种不同物质界面产生的新物理现象。这个现象，除了热能的超高速运输以外，超高速的光器件开发，由于光照射产生的电子和空穴超高速操作等各种各样的新技术能应用的可能性。
■研究代表者
筑波大学数理物质系/能源物质科学研究中心 羽田真毅副教授
冈山大学学术研究院环境生命自然科学学域铃木弘朗研究副教授
广岛工业大学工学部环境土木工学科大村训史副教授
伦纳大学理学部物理学科 罗曼贝托尼副教授
■论文信息
【题目名】Photoinduced dynamics during electronic transfer from narrow to wide bandgap layers in one-dimensional heterostructured materials.（伴随由光照射产生的一维异质结构体从窄间隙层向宽间隙层的电子移动的动态结构测量）
【作者名】斋田友梨（研究当时筑波大学研究生）、托马戈蒂耶（伦纳大学研究生）、铃木弘朗（冈山大学研究副教授）、大村训史（广岛工业大学副教授）、四方谅（研究当时筑波大学研究生院）、岩崎结衣（筑波大学研究生）、野山豪大（筑波大学研究生）、岸渊 美咲（研究当时 冈山大学研究生院）、田中 祐一郎（同）、矢嶋 渉（研究当時 筑波大学研究生）纽拉（伦纳大学）、结鲁普利巴鲁（研究当时 伦纳大学）徳永 智春（名古屋大学 助教）小野颂太（研究当时东北大学副教授）、腰原伸也（东京工业大学教授）、鹤田健二（冈山大学教授）、林靖彦（冈山大学教授）、罗曼贝托尼（伦纳大学副教授）、羽田真毅（筑波大学副教授）
【刊登杂志】Nature Communications
【刊登日】2024年５月30日
【DOI】10.1038/s41467-024-48880-3
■研究资金
本研究，以科学技术振兴机构（JST）创发性研究支援事业＜JPMJFR211V＞「通过高相干性·极短脉冲电子射线创造的纳米构造体的动态构造解析的新展开（代表者：羽田真毅）」，日本学术振兴会（JSPS）科学研究费补助金基础研究（B）「THz波泵电子射线衍射探针实验系的开发和物质的强电场诱导现象的开拓性研究（代表者：羽田真毅）」，国际共同研究加速基金会（国际共同研究强化（A））“在超高速衍射法和分光法的互补利用中看到的范德华异质结构的能量输送（代表者：羽田真毅）”，特别推进研究“光和物质的一体量子动力学产生的新光诱导协同现象物质开拓的挑战（代表者：腰原伸也）”等的支援下进行。
＜详细研究内容＞
观察到对嵌套物质的光照射产生的新能量现象
＜咨询窗口＞
【关于研究】
羽田 真毅
筑波大学数理物理系／能量物质科学研究中心 副教授
TEL: 029-853-5289
URL: https://hadamasaki.com
【关于采访报道】
筑波大学宣传局
TEL: 029-853-2040
冈山大学总务・企画部宣传课
TEL: 086-251-7292
广岛工业大学鹤学园宣传部
TEL: 082-921-3128
东京工业大学总务部宣传课
TEL: 03-5734-2975
东海国立大学机构名古屋大学宣传课
TEL: 052-558-9735
东北大学金属材料研究所信息企画室宣传班
TEL: 022-215-2144
科学技术振兴机构宣传课
TEL: 03-5214-8404
【JST事业相关】
加藤 豪
科学技术振兴机构创发性研究推进部
TEL: 03-5214-7276