大阪大学，自然科学研究機構分子科学研究所，仏Synchrotron SOLEILらの研究グループは，半導体の結晶表面に作製した1次元ナノ金属において，朝永・ラッティンジャー液体と呼ばれる1次元系特有の電子の状態・動きを初めて観測した（ニュースリリース）。
1次元ナノ空間では，我々が通常暮らしている3次元の世界とは全く異なる様々な現象が予想されている。1次元では粒子が「すれ違う」ことができないということがその原因の一つとなる。このような1次元に閉じ込められた電子の状況は，「朝永・ラッティンジャー液体（TLL）」と呼ばれている。
今回の研究は，このような特異な1次元ナノ電子系を固体表面に人工的に作り出し，その電子の動き・状態（エネルギー、運動量）を角度分解光電子分光法により決定したもの。
これまでにもカーボンナノチューブなどのいくつかの物質でTLLと考えられる電子状態は観測されてきたが，固体表面での作製例はほとんどなく，その電子状態の観測範囲（エネルギー・運動量）も限られていた。
今回，固体表面にTLLを人工的に作製し，その電子の動きや状態を広いエネルギー範囲にわたって初めて解明した。
研究では，半導体であるアンチモン化インジウム（InSb）結晶の表面に極めて微量のビスマスを配列させることで，最大でも原子数個程度の太さしか持たない極めて細い1次元ナノ構造を作製し，その電子状態を角度分解光電子分光法で観測した。
観測された電子の運動量は，1つの方向に同じ値を持つことから，速さと方向がそろっていることを観測した。しかも，この電子状態のエネルギーと運動量の関係（分散関係）は，表面1次元構造に平行な方向については通常の金属のような放物線型の構造を取ることが広いエネルギー範囲にわたって示された。
このことは，一次元ナノ構造の方向には通常の金属のように電子が流れることを示している。さらに，ここで測定された電子状態のスペクトルはTLLについて理論的に予測される形状とぴたりと一致しており，半導体表面にTLLが形成されたことをはっきりと示すことができた。
今回発見した表面1次元ナノ構造について，詳細な原子構造の決定やそれに基づく理論計算との比較を進めることで，実験データの不足によりこれまでよくわかっていなかった1次元ナノ金属の電子状態についての研究を大きく進展させることができるという。
1次元ナノ金属の特異性に関する理解は，例えば次世代の半導体素子における極度に微細化した金属ナノ配線の電子物性の予測などに不可欠な知見であり，今後の研究の発展が期待されるとしている。
