第 31 号

2021 年 4 月－ 目次 －

１．

巻頭言

評議員

徳本 洋志

１

「 A I (機械学習)で応用物理学分野が変わる 」
２．

研究アラカルト

スピントロニクス２「 らせん磁性の研究 」

研究会員

３．

研究助成成果発表会 開催記

事務局

１０

４．

公開フォーラム 開催記

事務局

１１

５．

コーヒーブレイク

専務理事

６．

新オフィス 紹介

事務局

１３

７．

第 10 期 研究会 コンセプト

各研究会委員長

１４

８．

受賞紹介

事務局

１７

永長 直人

山本 隆章

１２

＜ 巻 頭 言 ＞
AI（機械学習）で応用物理学分野が変わる
評議員 徳本洋志 (株式会社アールデック、株式会社三友製作所技術顧問）
21 世紀になり計算環境の充実、情報科学の進歩、ビッグデータの収集・蓄積体制の整備と、AI 技術が社会を大きく変革している。将棋 AI を駆使した若手棋士
藤井聡太君の驚異的な活躍や、頻発する高齢者の事故防止のための自動運転、新型コロナウィルスの感染傾向の適切な把握、など AI 応用に関するニュースが毎日のように耳に入る。世界経済に目を向けると、新型コロナウィルス蔓延のため大きく落ち込んだ GDP を早期に回復しようと、米国、中国、欧
州各国を中心に熾烈な AI 覇権争いが繰り広げられている。AI に関する国際会議の参加者数や論文著者数から見ると、米国（中国やインドの大学を卒業後、米国へ留学・就職するケースも含む）が断ト
ツで中国・欧州が続いている。日本は少し後塵を拝しているようであるが AI の重要性は十分に認識され、総合科学技術・イノベーション会議では「数理・データサイエンス・AI 教育」について議論・提言がなされ、菅政権はデジタル庁の設立を目指す、など政府を挙げて技術開発の加速や人材育成をする動きがある。日本の若手研究者が海外へ積極的に踏み出すことも含め、政府の音頭取りを無用にしないことを願うばかりである。
社会を大きく変革している AI 技術（中でも、機械学習や深層学習）は、応用物理学分野でも例外ではなく、材料・デバイス・計測分野において急速に展開をみせている。その様子を見るために、応用物理学会学術講演会の講演リストにおいて機械学習・深層学習・インフォマティックスというキーワードで検索してみた。機械学習や深層学習が可能になったといわれている 2015 年に発表が見られはじめ、その後、回を追うごとに発表件数が大きく伸びている。中でも材料分野ではデータ科学を使った新しい材料開発（新物質開発、構造・物性予測、など）の推進のため、2020 年に応用物理学会に新領域グループ「インフォマティックス応用研究グループ」が設置されたことは特筆に値する。その他、応用物理学分野の研究に機械学習法が浸透しつつある事例をいくつかピックアップしてみる。
デバイス作製のキー技術である MBE や MOVPE による薄膜成長では、成長レシピが複雑であるとともにデータが膨大で、高品質化には多大の時間とコストを要するのが現状である。そこで機械学習法を導入し高効率かつ高品質に薄膜を成長させようという動きがあり、すでに世界に目を見張る成果も出つつある。イオン注入・素材プロセス・エッチングなどの材料プロセスにおいても制御パラメータ数が非常に多く、プロセスの最適化・デバイス動作特性の予測などが困難になっている。機械学習により克服する動きが始まっている。
薄膜成長中の基板表面が温度・材料の供給量などによって変化する様子は RHEED によりその場観察されているが、その解析には熟練性が必要とされている。さらに、回折スポットの強度が成長とともに振動する現象から成長速度や膜厚を求めているが、時々刻々変化するビデオ画像のほとんどは解析されないままである。すべての情報を効率的に使うことができるよう機械学習法の導入が試みられている。SPM 技術分野（画像取得・認識・解釈に加えて探針の自動作製・評価も）や FIM 分野の原子レ
ベルの静的・動的挙動を理解するためにも機械学習法が適用され始めている。
以上に、応用物理学分野で機械学習を適用することにより熟練者でなくても使いこなせる技術・装置開発が始まっていることを記載してきた。一方、JST の先端計測分析技術・機器開発プログラムの評価委員会に参加する機会を得たが、その中で「我が国における先端機器の開発はハード面に力が注がれ性能は優れているが、ソフト面が手薄で非常に使いづらい」という指摘が多くあった。今後、機械学習も含めてソフトの充実を図ることが重要である。今後の大きな進展を期待したい。
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2020 年度研究助成成果発表会が、11 月 16 日にオンライン開催されました。
遠藤理事長と森田選考委員長の挨拶で始まり、奨励賞授賞式と記念講演、2018 年度及び 2019 年度採択者による研究成果報告が行われました。従来よりも多い 40 名が参加し、またパネルディスカッションと交流会の代わりに１時間のフリーディスカッションを設け、座長である齋藤副選考委員長のリードで活発な質疑が行われ、コロナ禍にもかかわらず有意義な発表会となりました。
＜森田選考委員長＞【奨励賞】「金属クラスターのナノ構造制御に基づく人工光合成モデルの提案」
石田 洋平
北海道大学大学院
工学研究院 助教

【研究助成成果報告】
局在プラズモン共鳴を用いた新奇スピントロ
ニクス機能の開拓
気相共鳴ラマン分光を用いたヘムタンパク質のナノ水和構造の解明
多機能ナノピペットを用いた細胞内局所
RNA 輸送の網羅的解析
細胞内ナノ領域に生じる温度を計測可能な量子センサーの創出
原子分解能電子顕微鏡法に基づいた結晶
界面の三次元構造再構築
A.I.支援原子間力顕微鏡を用いたメカノバイ
オロジーに基づく早期がん診断
高垂直磁気異方性磁性体薄膜における超高速スピン軌道トルク磁化反転の観測
アトムハイブリッド法を応用したサブナノ領域
科学の開拓

近藤 浩太
研究員
浅見 祐也
助教
周 縁殊
特任助教
外間 進悟
馮 斌
助教
王 洪欣
博士研究員
飯浜 賢志
助教
塚本 孝政
助教

10

理化学研究所
創発物性科学研究センター
学習院大学 理学部
金沢大学新学術創成研究機構
ナノ生命科学研究所
大阪大学 蛋白質研究所
学術振興会特別研究員
東京大学
工学系研究科
物質・材料研究機構
先端材料解析研究拠点
東北大学
材料科学高等研究所
東京工業大学 科学技術創成
研究院 化学生命科学研究所

＜ 公開フォーラム ＞
第 43 回公開フォーラムが、11 月 28 日（土）に開催されました。冒頭に
遠藤守信理事長より挨拶があり、当財団の目的と活動内容が紹介され、公開フォーラムについては、「学術普及の為に、社会の話題になっていて知的好奇心が引かれる最新の科学技術を第一線の研究者に分かりやすく説明していただく講演」と説明がありました。また当財団への支援を 30 年以上続けているセイコーインスツル株式会社への感＜遠藤理事長＞謝を述べられました。
今回はコロナ禍において、新世代研究所の初めての試みとしてオンラインライブ配信でおこ
なわれ、前回同様に 100 人を超える方が参加されました。従来のリアル開催では考えられなかった、海外や九州等の方も参加され、今後財団活動をより活発にしていくための有効な手段となることが分りました。

「脳波センシングと AI を活用した医療・ヘルスケア創生」〜ブレインビッグデータが拓く未来社会〜」
大阪大学 栄誉教授/総長補佐
大阪大学産業科学研究所 教授
工学博士 関谷毅氏「新型コロナウイルス感染症の疫学」～人類と感染症の戦い、過去と今後～
東京慈恵会医科大学
分子疫学研究室 教授
医学博士 浦島充佳氏

関谷氏は、額にフレキシブル回路を貼り脳波を測定し、さらに AI を使うことにより、脳の状態を簡単に把握する技術について説明されました。救急車の中で貼付け症状をいち早く察知することにより治療に適した搬入病院を選ぶなど、今後幅広い応用が期待されます。
浦島氏は、一般には報道されていない新型コロナウィルスに関する様々な学術データを説明されました。人種による重症化リスクの違い（日本人は低いようです）や、感染防止には換気が重要であること指摘されるなど、興味深い話が盛りたくさんでした。
コロナ禍において「医療従事者への感謝」が伝えられていますが、医療研究者への感謝の気持ちも大切です。昔は大勢の人が感染症でなすすべもなく亡くなりましたが、今は長年の研究成果である薬、医療機器などの武器があります。また、今日の講演者をはじめ多くの人が明日の為に研究をされていますので感謝の気持ちを持ちできる応援をしていきたいと思います。
また、初めてのオンラインライブ配 信 にあたり、財 団の母 体 企 業であるセイコーインスツル
株式会社情報シズテム部に、全面的に協力をしていただきました。厚く御礼を申し上げます。
11＜ コーヒーブレイク ＞
山本 隆章 専務理事
（元 セイコーソリューションズ(株) 会長）
昨年６月にセイコーインスツル株式会社（SII）からの出向で専務理事に就任いたしました。
無名会時代の後、新世代研究所が財団として発足したのが 1986 年と聞き、そのころからの自分に思いを巡らしてみました。
1986 年、私はセイコー電子工業（現在の SII）技術本部に身を置き、新しい事業を創造していこうと研究開発に勤しんでおりました。当時、財団設立時の専務理事である内山常務に「山本君、自分の好きな研究をやりなさい」と言われ、うれしい反面「好きなことだけやっていても事業にならないし、何をやろうかな～」などと試行錯誤していた自分が懐かしいです。ちょうど通信自由化の兆しがあったころで、「これからは無線の時代だ、電話も無線に、データも無線で通信できるようになる、世の中変わる」、このことを確信し無線通信分野で事業を起こしていくことに集中しました。
2000 年初頭には、社会に先駆けて、PC の PCMCIA スロットに差し込
んで無線でデータ通信を行える装置を発売しました。
CF サイズとか SD
サイズなどいろいろやったのですが、大ヒットして「無線でインター
ネットは SII❕」とキャンペーンをやって大喜びしたのも懐かしいです。
左図の商品ですが、知っている人がいたら大変うれしいです。
その後、山あり谷ありで何度も破綻しそうになりましたが、何とか、チームが課になり、そして部になり、事業部になり、事業会社となり、今はセイコーソリューションズ配下になりましたが、成長を続けています。私は重い荷物を下ろしホッとしているところです。
2000 年前後の SII の事業を見渡すと、時計事業、時計を支える電池、水晶などの電子部品事業、
科学機器事業、真空ポンプやコンプレッサーなどの精機事業、半導体事業、表示体事業、情報関連事業など幅広い事業が会社を支えていました。ナノテクノロジー、精密加工技術、・・・技術、などがコアテクノロジーとして磨かれ商品を支えていました。社会の中でも、必要とされ注目されて研究開発に鎬を削っていた分野ですし、新世代研究所の研究テーマもこれらに類したものが多くあったように思います。STM の共同研究、物性委員会からの電池の改良助言、研究会に参画
しての最新技術の勉強など、財団の活動が SII の事業に対しても有効に作用していたと思います。
科学技術の発展に貢献する財団は、社会の大きな変化を見通していかなければなりませんし、置かれている環境や寄付者の趣意の変化も感じ取りながら、活動を進めて行くことが大切だと思っています。そういう意味で、的を得た財団活動が成されてきたのだなと感じています。
それから時は経ち、現在では、セイコーグループの再編により、SII はセイコーホールディン
グス株式会社（SHD）の 100％子会社となっています。SII の寄付の趣意から、SII＆SHD の寄付の趣意に変化したと言えます。そして半導体事業、表示体事業、科学機器事業、精機事業などが無
くなり、時計事業、電子部品事業、ソリューション事業が主な事業になっています。社会も、価値観の変化、働き方の変化、そしてもはや SDGS を意識しないと前に進めない、というように大きく変化しています。
大きな社会の変化と、財団の置かれた環境の変化、寄付者の趣意の変化を、財団としてどのよ
うに捉え活動していけば良いのだろうか・・・考えを巡らす今日この頃です。
12

＜ 新オフィス紹 介 ＞
財 団 オフィスが、3 月 15 日 に東 京 駅 八 重 洲 口 から徒 歩 6 分 のところに移 転 しました。
近 くには複 数 の貸 し会 議 場 やホテルもあり、会 議 ・出 張 が便 利 になります。
当 財 団 の母 体 企 業 であるセイコーインスツル（株 ）とその親 会 社 セイコーホールディングス（株 ）の好 意 で、セイコーインスツル東 京 オフィスの一 角 に入 居 させていただけることになりました。従 来 のオフィスは年 間 780 万 円 と財 団 予 算 の 1/4 以 上 を締 め赤 字 の要 因 の一 つになっていましたが、新 オフィスは管 理 費 程 度 で済 みます。財 団 の会 議 室 はありませんが、10 人
程 度 の会 議 は同 じフロアにあるセイコーインスツルの会 議 室 が使 えます。

【アクセス】JR 東 京 駅 八 重 洲 中 央 口 ／南 口 ⇒ 地 下 街 ⇒ 出 口 26 （改 札 口 から徒 歩 6 分 ）地 下 鉄 銀 座 線 京 橋 駅 出 口 7 （出 口 から徒 歩 3 分 ）※エレベーターでビル 3 階 に上 り、入 口 のインターターフォン<新 世 代 研 究 所 >で連 絡

26
巨大
高層
ビル
工事
低
中
層

5

会議

ｽｰﾊﾟｰﾎﾃﾙ
京 王 ﾌﾟﾚｯｿ

棟
会議

会議

ATI
Times PBook C

7会議

京橋駅〒104-0031 東 京 都 中 央 区 京 橋 1-4-10 大 野 屋 京 橋 ビル 3 階
電 話 ：03 3516 3327

13

＜ 第 10 期 研究会 始動 ＞
2021 年 4 月 1 日より、新たに第 10 期研究会が始まりました。
第 10 期は 5 つの研究会でスタートし、2021 年度～2023 年度の 3 年間の活動を予定しています。2 期 6年間委員長を務めていただいた、ナノカーボン研究会の片浦産業総合研究所首席研究員、バイオ単分子研究会の西野北海道大学教授、水和ナノ構造研究会の日下茨城大学教授が委員長の任を終えられました。
これまでのご活動ありがとうございました。
新しい期を迎えるに当たり、研究会メンバーの若返りも進み、活発な研究会活動を期待いたします。
＜研究会 目的＞
ナノサイエンス・ナノテクノロジー分野において、専門領域を越えた研究人材による科学技術研究と異分野研究領域の融合を推進し、新しい研究コンセプトの提案を目指します。
＜第 10 期 研究会委員長＞
スピントロニクス研究会

齊藤 英治

東京大学大学院工学系研究科 教授

界面ナノ科学研究会

柴田 直哉

東京大学大学院工学系研究科 教授

ナノメカニクス研究会

都甲 潔

九州大学高等研究院 特別主幹教授

ナノカーボン研究会

丸山 茂夫

東京大学大学院工学系研究科 教授

バイオ単分子研究会

渡邉 力也

理化学研究所 主任研究員＜第 10 期 研究コンセプト＞【スピントロニクス研究会】

委員長：齊藤 英治 (東京大学大学院工学系研究科 教授)

スピントロニクスは、磁気の自由度と電流をナノテクノロジーによって結びつけることによって進展し、磁気メモリなど新しいテクノ
ロジーを生み出す一方で、スピンホール効
果、逆スピンホール効果、スピンゼーベック
効果、スピンペルチェ効果、純スピン流誘起
磁化反転、絶縁体へのスピン注入、スピン
起電力など、ナノスケールの領域で発現する数多くの新現象をもたらした。最近では、
スピンダイナミクスや磁気応答の非線形性を利用した人工脳型素子・機械学習デバイスへの応用や、微小構造メカニクスへの応用の研究も始まっており、物性科学やエレクトロニクス、ナノメ
カニクス、量子科学を横断する新しい学術が形成されつつある。
本研究会では、日本のスピントロニクス研究の中心メンバーが集まり、スピントロニクス緒現象を最新の物理的知見と材料科学、ナノテクノロジーの視点から深く議論し、最終的には新しいスピントロニクス機能を提言することを目標とする。

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【界面ナノ科学研究会】

委員長：柴田 直哉（東京大学大学院工学系研究科教授）

ナノレベルの界面現象の本質的理解とその活用は、マテ
リアル、デバイス、バイオ、量子技術、エネルギーなど、未来社会の創造を根底から支える重要科学技術分野のキーテクノロジーである。計測技術や理論計算手法の進展とともに、界面現象に対する原子・電子レベルからの理解が急速に進んでおり、新奇な現象の発見や界面を積極的に応用したデバイスの開発など、精力的な研究が進められている。しかし、ナノ界面科学のフロンティアには未開拓の領域が数多くあり、幅広い分野の研究者にとってその魅力は尽きることがない。
本研究会では、ナノ界面科学をキーワードとして、多様なバックグラウンドを有する第一線の研究者を結集し、新たな研究分野の潮流を生み出すことを目指す。学
際的なメンバーが異なる視点からナノ界面現象を深く議論しあうことで、一人一人の研究を大きく飛躍させる斬新な発想やアイデアを生むだけでなく、お互いを高めあうことで、行動力とチャレンジ精神溢れる集団を目指したい。また、研究者を目指す若手との交流も積極的に行い、科学分野の更なる活性化にも貢献したい。さらに、社会と研究者の今日的な関わり方に関しても議論を深め、これからのあるべき科学者像についても意見交換したい。

【ナノメカニクス研究会】

委員長：都甲 潔 (九州大学 高等研究院 特別主幹教授)

近年、材料、デバイス、バイオなど多くの分野で分子・原子レベルの計測や制御が可能となり、ナノスケ
ールの新素材や新機能が実現されつつある。
本研究会は、このような環境の下、ナノスケールの３次元機械構造がもたらす機械的な振る舞い(ダイナミクス)を探究し、新規もしくは高度な機能を有するセンサ
やアクチュエータを実現するために必要な基礎科学・技術を構築することを目的とする。そのために、『ナノ振動』をコア技術と位置づけ、材料、微細加工、精密機
構設計、理論解析・シミュレーション、センサ・アクチュ
エータ、計測・制御、神経生理学や生体模倣など複数の分野の研究者が集まり、基礎理論から応用技術展
開まで広く調査研究を行い、自由闊達な議論を通じ、従来にない高度集積・知能システムの創成を目指す。最終的には本研究会の成果を社会実装することによる社会貢献を目標とする。同時に他の感覚（味覚、臭覚、視覚、聴覚）との統合も意図した調査研究も行う。
まず、生体の触覚力覚のメカニズムを解明し、人間の手を超える究極の『手』の機能を実現するために必要な基礎科学・技術の構築を目指す。
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【ナノカーボン研究会】

委員長：丸山 茂夫 (東京大学大学院工学系研究科 教授)

炭素材料としては、sp3 固体のダイヤモンドと sp2 固体のグ

ナノチューブ

ナノダイヤモンド・１次元ヘテロ

ラファイトが古くから知られているが、20 世紀末からフラーレン

・２次元ヘテロ（０次元）、カーボンナノチュー・物性解明

ブ（１次元）、グラフェン（２次元）

・応用展開

等、ナノカーボン材料の発見が相次いだ。これら、2 次元ネット
ワークを基本とする材料系では、ネットワーク次元の変化に

２次元原子層材料

フラーレン

グラフェン

伴う物性の質的な変化が実証され、重点的にその物性研究が進められてきた。近年では炭素材料にとどまらず、グラフェン様 2 次元物
質として遷移金属ダイカルコゲナイド系をはじめとする新たな原子層材料にも広がりをみせ、さらにそれら原子層を自在に組み合わせる１次元、２次元ヘテロ接合系では、無限ともいえる新材料系の構築が可能になりつつある。ナノカーボン研究会では、これらナノカーボン材料をはじめとする魅力的な低次元ナノ材料に焦点をあわせ、その基礎物性の理解から応用技術展開まで広く調査研究を行い、科学・技術の発展への貢献を目指す。本分野のエキスパートである構成委員による議論だけで無く、若手研究者を交えた合宿
形式の研究会を開催することにより、通常の学術集会では得られない熱い議論と深い理解の機会を提供するとともに、若手研究者育成を目指す。

【バイオ単分子研究会】

委員長：渡邉 力也 (理化学研究所 主任研究員)

生体内には核酸や酵素などの様々な生体分子が存在し、これらの機能によって生体内の恒常性が維持されている。生体分子の機能の破綻はともすれば細胞の機能の異常に直結し，更には疾患の原因となっている。すわなち、生体分子の機能を正しく理解することは、生命機能の理解にとどまらず、疾患やその治療法に関する新知見を与えうる重要な鍵となる。この背景を受け、近年、生体分子の極限計測である「単分子計測」が再注目されている。単分子計測の特徴は、感度・精度の高さにあり、次世代DNA シークエ
ンサーや超解像顕微鏡などの核心技術として採用されている。そのため、従来技術では不可能であった
様々な生体分子の機能や構造に関する新知見がもたらされ、「単分子計測」により新しい生物学の潮流が形成されつつある。そこで、本研究会では、工学・化学・物理学・生物学の異分野に属する若手研究者が集まり、革新的な単分子計測技術の開発から、それらに立脚した生体分子の機能発現機構の解明に至るまで包括的に議論する場を提供するとともに、我が国から「バイオ単分子研究」の新基軸を提示することを目標とする。
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＜ 受 賞 ＞【奨 励 賞】
昨 年 10 月 ～12 月 の応 募 期 間 に 10 名 から応 募 があり、研 究 助 成 選 考 委 員 及び研 究 会 委 員 長 の審 査 を経 て 3 月 の理 事 会 で受 賞 者 が決 まりました。
5 月 開 催 予 定 の研 究 助 成 成 果 発 表 会 にて授 賞 式 と講 演 を行 います。

相良 剛光 氏「シクロファンを用 いた機 械 的 刺 激 を鋭 敏 に検 知 する複 合 材 料 の開 発 」
2017 年 度 研 究 助 成 採 択
東京工業大学 物質理工学院 材料系 相良研究室 准教授

都甲 薫 氏「プラスチック上 多 層 グラフェンの創 製 と革 新 二 次 電 池 への応 用 」
2017 年 度 研 究 助 成 採 択
筑 波 大 学 数 理 物 質 系 環 境 半 導 体 ・磁 性 体 研 究 室 准 教 授【文 部 科 学 大 臣 表 彰】
4 月 6 日 に発 表 され、今 年 も ATI 関 係 者 が２名 受 賞 されました。

＜若 手 科 学 者 賞 ＞
土方 亘 氏「磁 気 浮 上 型 人 工 心 臓 の開 発 とその高 機 能 化 に関 する研 究 」
ナノメカニクス研 究 会 現 会 員
東京工業大学 工学院機械系 准教授

村上 慧 氏「芳 香 族 アミン合 成 に関 わる遷 移 金 属 触 媒 反 応 開 発 の研 究 」
2020 年 度 研 究 助 成 採 択 者
関西学院大学 理学部 准教授

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