第 57 巻

第4号
2018 年 1 月

ゾル-ゲル変化を自ら繰り返す、アメーバのような新物質を人工的に合成見る方向や光の偏光によって三色に変化する物質­5d電子系化合物が示す新たな機能性
鉄系超伝導体FeSeの硫黄置換における三次元圧力下電子相図
電子の「震え」現象と伝導度揺らぎ

2017

第 57 巻第4号
2018 年 1 月

contents1

1

ゾル - ゲル変化を自ら繰り返す、アメーバのような新物質を人工的に合成
小野田 実真、吉田 亮、柴山 充弘

4

見る方向や光の偏光によって三色に変化する物質−5d 電子系化合物が示す新たな機能性7

平井 大悟郎鉄系超伝導体 FeSe の硫黄置換における三次元圧力下電子相図
松浦 康平、芝内 孝禎、上床 美也

10

電子の「震え」現象と伝導度揺らぎ13

レーザー学会第 45 回定時総会レーザー学会奨励賞を受賞して15

USD10 にて Young Researcher Poster Award を受賞

17

国際会議 Actinides2017 において Student poster award を受賞して 中村 翔太

19

国際会議 International Conference on Inelastic X-ray scattering (IXS2017) にて中村 壮智、勝本 信吾

4

7

中村 卓磨

伊藤 俊

“POSTER PRIZE”を受賞して

横山 優一

21

J-Physics 国際会議において“Best Poster Award”を受賞して

谷口 貴紀

22

コロイドおよびポリマー科学レクチャー 2017

柴山 充弘

24

物性研に着任して

酒井 明人

25

外国人客員所員を経験して27

平成 29 年度 物性研究所一般公開の報告

Akira Otsuki

山室 修

10

【物性研究所短期研究会】
33○物性研スパコン共同利用 CCMS 合同研究会「計算物質科学の今と未来」の報告【ISSP ワークショップ】
36

24○第５回伊藤国際学術研究センター会議 (IIRC-5)「Frontier Forefront of Molecular Dynamics at Surfaces and Interfaces:
信 淳
From a Single Molecule to Catalytic Reaction」
の報告

25
43

第 62 回物性若手夏の学校開催報告

48 【物性研究所セミナー】

編集後記

瑞慶覧長空

ゾル-ゲル変化を自ら繰り返す、アメーバのような新物質を人工的に合成
東京大学大学院工学系研究科

小野田 実真、吉田 亮

中性子科学研究施設

柴山 充弘

研究の背景
生物に着想を受けて開発された生体模倣材料は、私たちの生活の多くを支えています。蓮の葉の表面構造を模倣して得られる超撥水表面などはその一例です。しかし、生体模倣材料というと、生物の構造にならって材料設計する、
いわゆる構造材料学的な着想がほとんどであり、生命現象を生み出す化学システムを材料に内包するような着想に由来するものは少ないことに気が付きます。
さて、自然界でみられる多様な生命現象は、高度に自己組織化された階層構造と、ミクロな構成要素のダイナミッ
クな相互作用によって支えられていることが少なくありません。例えば、筋繊維を構成するアクチンという生体高図 2(a)本研究のコンセプト図。時間軸(奥から手前)に沿ってゾル(緑色、高分子ミセルが分散)になったりゲル(橙色、高分子ミセルが連結)になったりする挙動を初めて実現した。
(b)合成した ABC 型トリブロック共重合体の化学構造。

分子は、集合と分散(重合と脱重合)を絶えず自律的に繰り返すことで筋収縮を起こし、生き物らしい「動き」を生みした「動き」を伴う生命の自律的な現象を人工模倣するの出しています。このアクチンによる集合-分散は、筋収縮だは一般に困難とされ、その実現に成功したという報告は殆けでなく細胞運動・傷の修復などにおいて重要であるほか、ど無いのが現状でした。

アメーバのような原生生物の運動(ゾル-ゲル振動)におい

一方、我々の研究グループは、温度応答性高分子であるても極めて重要な役割を果たしています[1]。しかし、こうPoly(N-isopropylacrylamide) と 、 化 学 振 動 反 応 で あ る
Belousov-Zhabotinsky (BZ)反応の金属触媒(Ru(bpy)3)を化学構造に組み込んで得られる自励振動ゲルが、BZ 反応
基質共存下、心筋細胞のように「動き」をもって自律的に拍動することを報告しています(図 1)[2]。
こうした背景の下、今回我々は合成高分子のゾル化/ゲル化のメカニズムに BZ 反応をカップリングさせることにより、アメーバの運動機構であるゾル-ゲル振動を自律的に引き起こす新物質の人工合成を目指しました[3](図 2(a))。

分子設計指針自律的なゾル-ゲル振動実現のため、我々は図 2(b)に示すような温度応答性高分子(A)・親水性高分子(B)・自励振動
図 1 自励振動ゲルのコンセプト図。BZ 反応は生体内代謝回高分子(C)からなる ABC 型トリブロック共重合体を設計し路の化学モデルとして知られ、その反応中、酸・酸化剤・還ました。A セグメントの下限臨界共溶温度(LCST, TA)は C

元剤を”代謝”しながらルテニウムビピリジン錯体(Ru(bpy)3)のセグメントの LCST (TC)より低くなるように設計されてい酸化・還元状態が自律的・周期的に振動する。自励振動ゲルは、ゲル内に化学的に結合された Ru(bpy)3 の酸化・還元変化

る(TA<TC)ため、本高分子水溶液は温度の上昇と共に A セ

をゲルの膨潤・収縮変化へと変換できるように設計されていグメントの凝集と C セグメントの凝集が逐次的に起こりる。したがって、自励振動ゲルを BZ 反応基質溶液に浸漬させると、BZ 反応生起に伴う自律的な体積振動が観測される。

ます。その結果、ミセルの重なり合い濃度以上では、高分子ミセルネットワーク構造が効率よく形成され、温度可逆1

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

図 3 合成された ABC 型トリブロック共重合体の温度応答挙動のイメージ図。本高分子溶液のゾル-ゲル転移温度は酸化体・還元体
で異なるため、特定の温度領域で BZ 反応を生起させると、Ru(bpy)3 の酸化還元振動と同期したゾル-ゲル振動が駆動される。特に本研究では、高分子ミセルの連結/乖離を利用することでゲルの形成効率が飛躍的に向上し、ゾル-ゲル振動の実現に至った。

的なゾル-ゲル転移を示します。ところで、C セグメントの実験結果

化学構造には BZ 反応を触媒する Ru(bpy)3 が組み込まれてまず我々は、高分子希薄溶液(0.1 wt%)に BZ 反応を適用います。TC は Ru(bpy)3 の酸化・還元状態に影響を受け変し、流体力学的半径の変化を時分割動的光散乱測定により動し、酸化状態の TC (TC, Ox.)は還元状態の TC (TC, Red.)より解析を行いました。結果、30 nm 程度から 70 nm 程度の高くなると推察されます。このとき、酸化状態と還元状態

振幅幅で流体力学的半径が周期的に振動し、高分子ミセルの LCST に挟まれた TC, Red. < T < TC, Ox.なる双安定温度領の自律的な連結/解離を確認しました。また、高分子濃度域が存在し、高分子溶液は酸化状態でゾルを、還元状態でを 0.1 wt%から 0.5 wt%まで上昇させると、酸化体形成時ゲルを形成します。この温度領域で BZ 反応を生起させれのベースラインを保ったまま振幅が増大したことから、高ば、BZ 反応に伴う Ru(bpy)3 の酸化還元状態の周期振動が分子濃厚溶液では振幅の増大と共にミセルネットワーク構

ゾル-ゲル振動を引き起こすと予想しました(図 3)。以上の造が更に成長し、周期的なゾル-ゲル振動が自律的に生起

分子設計指針・仮説のもと、目的の ABC 型トリブロックすると期待されました(図 4(a))。

共重合体を、高分子の精密重合法の一つである可逆的付加

そこで、高分子濃厚溶液(5.0 wt%)を調整し BZ 反応を適開裂(RAFT)重合により合成し、その物性について詳細に用したところ、G’と G’’が互いに交差し合うゾル-ゲル振動解析を行いました。

図 4 (a)高分子希薄溶液条件下、BZ 反応により駆動される微図 5 (a)本高分子溶液がゾル-ゲル振動する様子の目視観察。

視的な構造振動。(b)高分子濃厚溶液条件下で実現された自律(b)ゾル-ゲル振動に伴う溶液の運動性変化

的なゾル-ゲル振動挙動。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

2

が明確に生起しました(図 4(b), 図 5(a))。更には、直径5.0 mm の開管内にこの高分子溶液を導入したところ、ゾル-ゲル振動により溶液の運動性が周期的に変化することも分かりました(図 5(b))。
我々の知る限り、以上の結果は化学的に合成された材料
により自律的なゾル-ゲル振動を実現した初めての報告です。特に興味深い点は、生体高分子であるアクチンの集合-分散を駆動力としてゾル-ゲル振動しているアメーバに倣い、合成高分子の集合-分散を駆動力としたゾル-ゲル振動が実現されたということです。本結果は、新たなバイオインスパイアード材料の創製を意味し、生き物のような
しなやかな動きを見せる新たなソフトロボットの実現への展開が強く期待されます。

謝辞
本研究は、上木岳士博士(物質・材料研究機構主任研究員）、玉手亮多博士(現・横浜国立大学工学研究員日本学術振興会特別研究員)との共同研究として行われました。ここに感謝申し上げます。

参考文献[1] M. S. Bingley, J. Exp. Biol. 45, 251 (1966).
[2] R. Yoshida et al., J. Am. Chem. Soc. 118, 5134 (1996).
[3] M. Onoda et al., Nature Communications 8, 15862(2017).

3

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

見る方向や光の偏光によって三色に変化する物質－5d 電子系化合物が示す新たな機能性
物質設計評価施設
物質の色

平井 大悟郎

しい量子相が見つかっており、世界中で活発な研究が行わ

太古の昔から私たちは宝石の美しい色に魅了されてきま

れています。そんな中、私たちは周期表の第 6 周期の元素でした。様々な色の宝石がありますが、どのようにこれらのある 5d 遷移金属元素に着目して研究を行っています。強い

美しい色は表れるのでしょうか？光は波の性質を持っておスピン軌道相互作用に加えて、比較的狭い d 軌道に由来する

り、私たちの目で見える光(可視光)は 380～750 nm とい電子相関の効果が期待され、両者の複合物性が現れると考う波長をもちます。波長が違う光はそれぞれ異なる色に対えたからです。鉄や銅など馴染み深い 3d 遷移金属元素と比応しており、そのエネルギーも異なります。宝石のような較して、白金やレニウムといった 5d 元素は希少であり、化無機物質が色をもつ原因は多くの場合、結晶の中にある電学反応を起こしにくいため、これまであまり研究が行われ子が特定のエネルギー(つまり特定の色)をもつ光を吸収すていませんでした。磁性に興味をもち、カルシウム(Ca)-レ

るためです。電子がよりエネルギーの高い状態に励起できニウム(Re)-酸素(O)を含む化合物の単結晶を育成しようとるとき、そのエネルギー差に対応した光が吸収されます。

したところ、フラックスに用いた塩化カルシウム(CaCl2)が例えば、ルビーは透明なアルミニウムの酸化物に少しだけ反応し、カルシウム(Ca)-レニウム(Re)-酸素(O)-塩素(Cl)を

3d 遷移金属元素のクロムが入っています。クロムの電子全て含む化合物 Ca3ReO5Cl2 が合成できました。

は緑色の光を吸収することでエネルギーの高い軌道に移り、補色である赤色がルビーの色として私たちの目に届くわけです。クロムでは 3d 軌道に電子が中途半端に入っている
ため、より高いエネルギーにある非占有軌道に電子を励起することができます。
このような光による電子の励起はいつでも起こるわけではなく、光の偏光と電子軌道の対称性の関係によって励起できるかできないかが決まります。このため、ある偏光をもった光は吸収するが、違う偏光では吸収しないということが起こり、見る方向によって違う色を示す可能性があります。実は、見る方向によって色が変化する性質は「多色性」として知られており、鉱物学では鉱物を識別する際などに利用される性質です。多くの鉱物がこの性質を示すものの、トルマリンやアイオライトのように限られた鉱物だ
けが色の大きな変化を示します。今回の私たちが合成した新物質Ca3ReO5Cl2(図1a)は、最も劇的な色の変化を示す
天然鉱物に匹敵するほどの鮮やかな多色性を示します。

発見の経緯
Ca3ReO5Cl2 は 5d 遷移金属化合物の単結晶育成を行っているときに偶然に合成できました。原子番号の大きな元図 1 合成した新物質 Ca3ReO5Cl2 の結晶の写真と結晶構造(a) 偏光板を使って撮影した Ca3ReO5Cl2 の結晶の写真。赤・黄・緑と異なる色に見えている結晶はすべて同じ化学組成を持つ結晶
で、結晶の向きだけが異なっている。(b) Ca3ReO5Cl2 の結晶構素で顕著に現れるスピン軌道相互作用に近年大きな注目が造。多色性の発現の鍵となる 5d 遷移金属元素のレニウム(Re)は 5

集まっています。特殊な表面状態を持つトポロジカル絶縁

つの酸素にピラミッド型に配位されている。ReO5 ピラミッドは体やワイル半金属などのスピン軌道相互作用に起因した新■ ■■ ■ ■■ ■Ca と Cl でできたブロックによってそれぞれ隔てられている。

物性研だより第 57 巻第 4 号

4Ca3ReO5Cl2 の多色性度が高くブロードです。このことから、b, c 偏光で 2.4 eV

Ca3ReO5Cl2 の色は見る方向によって緑から茶色に変化

以上の、a 偏光で 3.0 eV 以上にある連続的な強い吸収は、し、さらに入射光の偏光により、信号機のように赤・黄・酸素の 2p 軌道とレニウムの 5d 軌道との間の電荷移動遷

緑の 3 つの全く異なる色を示します(図 2)。この物質は、移に由来すると考えられます。一方、1.4, 1.9, 2.3 eV の３陽イオンとして 5d 遷移金属元素のレニウム(Re6+)とカル

つのピークは d-d 遷移と対応付けることができます。こシウム(Ca2+)を、陰イオンとして酸素(O )と塩素(Cl )を含

れらの電荷移動遷移と d-d 遷移が可視光領域に存在し、みます。結晶構造の解析を行ったところ、Re6+の周りには光吸収に強い偏光依存性があることが、Ca3ReO5Cl2 が強ピラミッド型に 5 つの酸素が結合し、このピラミッドはい多色性を示す起源であることがわかりました。

2−−

Ca2+と塩素とによってできたブロックで隔てられているような構造(図 1b)をもつことがわかりました。
図 2 に示す透過率および吸光度のスペクトルを測定する
ことで、色の違いをより詳細に知ることができます。図
2a のように、結晶の bc 面を見るとオレンジ色に、それ以外の方位から見ると緑色に見えますが、緑色に見える面も、ab 面と ac 面では、微妙に色味が異なっています。実際に、透過スペクトルも 3 つの面で、それぞれ異なっています。
オレンジ色に見える bc 面と緑色に見える ab、ac 面のスペ
クトルの大きな違いは、緑色に対応する 2.4 eV 付近の光を透過するかしないかです。bc 面ではこのエネルギーは
ほとんど透過せず、よりエネルギーの低い赤い光のみを透過するため、結晶はオレンジ色に見えます。2.4 eV 付近のエネルギーを透過するため緑色に見える ab、ac 面も 2.0
eV 以下の領域でスペクトルに違いがあり、やや結晶の色味が異なります。これらの色は、入射光に垂直な面内の 2
つの偏光(つまり bc 面では b 偏光と c 偏光)に対する吸収の足し合わせとなっており、偏光板で観察することで、それぞれの吸収を分離することができます。図 2b に示すよ

図 2 Ca3ReO5Cl2 の透過率および吸光度のスペクトル(a) Ca3ReO5Cl2 単結晶の可視光領域での透過率のスペクトル。ac、
ab、bc 面に垂直に光を入射させたスペクトルと実際の結晶の写真をそれぞれ示している。(b) a、b、c 軸に平行な偏光をもつ入射光によって測定した吸光度のスペクトルと結晶の写真。1.0-3.0 eVの領域にレニウムの 5d 軌道の d-d 遷移に対応したピーク構造が存在する。

うに、結晶の色は a 偏光では緑、b 偏光では赤、c 偏光では黄色とまったく違う色を示し、これに対応して吸光度の多色性のメカニズム

スペクトルも異なります。a 偏光は、1.4、1.9 eV と 3.0

このような光吸収の強い偏光依存性は、d-d 遷移の光吸

eV に吸収ピークが存在し、谷間の緑に対応する 2.4 eV の収の選択則を考えることで理解できます。そのために、ま光を透過します。一方、b, c 偏光では 2.4 eV 以上に非常にず第一原理計算によってレニウムの 5d 軌道の電子状態を

強い連続的な吸収が存在し、それよりも低エネルギーで、調べました。その結果、図 3 の模式図に示すように、d 電

b 偏光では 1.4 eV と 2.3 eV に、c 偏光では 1.4 eV と 1.9

子が占有している最もエネルギーが低い軌道が dxy 軌道、

eV に吸収ピークが存在します。この結果、b 偏光では 1.7

そこからエネルギーの低い順に非占有の dxz-yz、dxz+yz、dz2、

eV の赤い光、c 偏光では 2.1 eV の黄色い光を透過します。

dx2-y2 軌道という配列になっていることがわかりました。

観測された吸収ピークは、その吸収の強さやエネルギー

Ca3ReO5Cl2 中には Re サイトは 1 サイトしかなく、そのから、どのような電子遷移に起因するかを推測することが局所的な対称性として b 軸に垂直な鏡映面を持ちます。

できます。遷移金属化合物の光吸収の起源は、占有された

Ca3ReO5Cl2 の多色性は Re が担っているため、光学遷移

d 軌道から非占有の d 軌道への遷移である d-d 遷移と配の選択則は Re サイトにおける偏光と 5d 軌道の対称性を位子と遷移金属間の電荷移動遷移の 2 つが考えらます。一

考えることで理解できます。b 軸に垂直な鏡映面に対して般に、Laprute 禁制である弱く鋭い d-d 遷移と比べ、d 軌道のパリティは図 3 に示すように、それぞれ dxy 軌道

Laprute 許容である電荷移動遷移による光の吸収は、吸光(even)、dxz-yz 軌道(odd)、dxz+yz 軌道(even)、dz2 軌道(even)、5

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

dx2-y2 軌道(odd)となります。これらの基底・励起状態の軌

吸収が b, c 偏光では 2.4 eV で、a 偏光ではより高エネル

道に対して偏光の異なる、つまり電場の振動成分の方向がギーの 3.0 eV 以上から現れる理由についても理解できま

異なる光を入れたときの遷移の選択則を考えます。

す。結晶構造を見ると、すべての ReO5 ピラミッドは a の正または負の方向を向いているので、a 偏光による遷移はピラミッドの頂点にある酸素から、頂点酸素方向を向いている dz2 軌道を通しての遷移となります。一方で、b, c 偏
光ではピラミッドの底面の酸素から dxz-yz、dxz+yz、dxy、
dx2-y2 軌道を通して電荷移動が起こります。b, c 偏光ではdz2 軌道よりもエネルギーの低い軌道への遷移が可能なので、a 偏光による電荷移動遷移に起因する光吸収は b,c 偏
光よりも高いエネルギーとなります。
このように、レニウムの d 軌道の状態から光学遷移の選択則を考えることで、Ca3ReO5Cl2 の示す多色性は矛盾なく理解することができました。

おわりに以上のように、私たちは 5d 遷移金属元素を含む新しい
図 3 Ca3ReO5Cl2 のレニウム 5d 軌道のエネルギー配列と光学遷移の選択則
レニウムの 5d 軌道はピラミッド型に配位した酸素の結晶場に化合物を見つけることで、そこで現れる劇的な多色性という性質を発見しました。5d 遷移金属元素を含む物質の研よって分裂しており、もっともエネルギーの低い dxy 軌道を電子

究はまだまだ始まったばかりです。今後研究がすすみさらが占有している。b 軸に垂直な鏡映面に対して odd のパリティをに新しい物質が発見されれば、今回のような驚くような性もつ b 偏光では、同じく odd のパリティをもつ dxz+yz 軌道と dz2 軌
道への光学遷移が許され、a, c 偏光では even パリティを持つ質をもった物質の発見が期待されます。

dxz+yz 軌道と dz2 軌道への遷移が許される。

謝辞
基底状態の dxy 軌道は even なので、遷移が起こるため

本研究は矢島健、浜根大輔、金昌秀、秋山英文、河村光には励起状態と入射偏光は同じパリティを持つ必要があり

晶、三澤貴宏、廣井善二 (物性研)、阿部伸行、有馬孝尚

ます。まず、b 偏光を考えます。b 偏光は鏡映面に垂直に(東大新領域)各氏との共同研究の成果です。SPring-8 で電場が振動しているので、odd のパリティをもちます。です(課題番号 20160093) X 線吸収測定を行い、科学研究費

ので、遷移可能な励起軌道は odd パリティを持つ、dxz-yz 軌(15K17695)日本学術振興会(Core-to-Core Program for

道と dx2-y2 軌道となります。b 偏光の吸光度スペクトルでAdvanced Research Networks)、科学技術振興機構(先端観測された 1.4 eV と 2.3 eV の光吸収のピークは dxz-yz 軌

計測分析技術・機器開発プログラム)、産総研・東大 先端

道、dx2-y2 軌道への遷移に対応することがわかります。次オペランド計測技術オープンイノベーションラボラトリ、に、a, c 偏光を考えます。これらの光は鏡映面の面内で電APSA、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開場が振動しているので even のパリティをもちます。この発機構の助成を受けて行われました。ここに感謝の意を表ため even パリティを持つ dxz+yz 軌道と dz2 軌道への遷移がします。

許されます。実際、a, c 偏光の光吸収スペクトルでは共に
1.4 eV と 1.9 eV に明確な吸収ピークが存在し、dxz+yz 軌道

参考文献と dz2 軌道への遷移に対応しています。dxz-yz 軌道と dxz+yz“Visible” 5d Orbital States in a Pleochroic Oxychloride”,

軌道の分裂は ReO5 ピラミッドのわずかな変形に起因してDaigorou Hirai, Takeshi Yajima, Daisuke Nishio-

おり、両者はほとんどエネルギーに差がないため、同じHamane, Changsu Kim, Hidefumi Akiyama, Mitsuaki

1.4 eV 付近で b 偏光では dxz-yz 軌道へ a, c 偏光では dxz+yz

Kawamura, Takahiro Misawa, Nobuyuki Abe, Taka-

軌道への遷移に対応する吸収が観測されています。

hisa Arima, and Zenji Hiroi, J. Am. Chem. Soc. 139,d 軌道のエネルギー配列から、電荷移動遷移に由来する■ ■■ ■ ■■ ■10784 (2017).

物性研だより第 57 巻第 4 号

6

鉄系超伝導体 FeSe の硫黄置換における三次元圧力下電子相図
東京大学大学院新領域創成科学研究科 物質系専攻

松浦 康平、芝内 孝禎

物性研究所 物質設計評価施設
はじめに

上床 美也

実験結果

鉄系超伝導体では、超伝導相の近傍において反強磁性相

FeSe1-xSx(x=0.04, 0.08, 0.12, 0.17)のすべての組成の試に加えて、ab 面内異方性が生じた回転対称性の破れた電料は蒸気輸送法で合成した純良単結晶試料である。圧力下子状態(電子ネマティック相)が存在することが知られてお

電気抵抗率測定は、定荷重型キュービックアンビル高圧装り、これらの揺らぎと超伝導の関係を明らかにすることが置を用いて系統的に行った。FeSe の圧力下電子相図の研重要と考えられてきた[1]。この両者の秩序相は電子相図

究[5]と同様に、電気抵抗率の温度依存性に見られる異常

上でほぼ同じ領域で発現するため、個々の超伝導への影響

から、電子ネマティック転移に相当する正方晶-直方晶構を独立に評価することは困難であった。FeSe は鉄系超伝造相転移温度 Ts、超伝導転移温度 Tc、磁気相転移温度 Tm

導体の中で最も簡単な結晶構造をしており、常圧では超伝を決定し、それらの圧力依存性を調べた。その結果から図 1

導転移温度 Tc = 9 K であるが[2]、鉄系超伝導体で唯一、に示す温度-圧力-S 置換の三次元電子相図を完成させた。

超伝導相の近傍で反強磁性相を伴わない電子ネマティック

S 置換とともに、電子ネマティック相は低圧側に抑制され相が発現する[3]。そのため、電子ネマティック揺らぎ単るのに対し、磁性相は逆に高圧側にシフトしながら、観測

独の超伝導に対する影響を研究するのに適した物質である

される圧力領域が狭くなる変化を示した。磁性相の高圧側と考えられた。

の高温超伝導は S 置換系においても磁性相近傍に発現してSe サイトの一部を等電荷元素である S で置換することにいるが、低圧領域に着目すると、FeSe では一部重なって

より、Tc に大きな変化は見られないものの、非磁性の電子

いた電子ネマティック相と磁性相が S 置換により分離して

ネマティック転移温度 Ts は絶対零度まで抑制され、ネマ

おり、さらに分離した領域の磁性相の側に新たに高温超伝ティック量子臨界点の存在が報告されている[4]。一方で、導が発現していることがわかる。

物理的な加圧によって、S 置換系と同様に Ts は抑制される

電子ネマティック相と磁性相の分離を検証するべく、大が、ネマティック相が完全に消失する前に磁性相が誘起さ型放射光施設 SPring-8 でダイヤモンドアンビルセルを用れる。この圧力誘起の磁性相はドーム状の形状をしていて、いた高圧下における X 線回折実験を x = 0.08 の組成で行っ高圧の領域で抑制されて、Tc = 38 K に達する高温超伝導相た。これまでに FeSe の圧力下における X 線回折実験によが実現する[5]。このように、化学的圧力に相当する S 置換

り、圧力誘起磁性相は正方晶-直方晶構造相転移を伴ってと、物理的加圧では、非常に異なる電子相図を示すため、いることが報告されている[7]。この結果を考慮し、3 GPa

両者を独立変数として複合的に用いた場合、FeSe 系の基底と 4.9 GPa で(331)のブラックピークの温度依存性を測定

状態がどのように変化するかを調べることが重要と考えた。

した。その結果を図 2b、2c にそれぞれ示す。4.9 GPa でそこで、我々は蒸気輸送法で作製した FeSe の S 置換系

は、電気抵抗測定で磁気転移による異常が観測された温度

FeSe1-xSx の純良単結晶試料を用いた 10 GPa 級の高圧下輸に近い領域で正方晶-直方晶構造相転移によるブラック

送現象特性の測定を行い、FeSe の温度-圧力-S 置換量の三ピークの分離が観測された(図 2c)。一方で、電気抵抗測

次元電子相図を確立した[6]。その結果、FeSe の圧力下電子定で新たな高温超伝導が観測された 3 GPa では、そのよ

相図の低圧領域では一部重なっていた電子ネマティック相

うな分離は見られず、最低温まで正方晶状態であることがと圧力誘起磁性相が S 置換量を増やすことで分離するよう明らかとなった(図 2b)。S 置換を施すことで、電子ネマ

な振る舞いを示した。さらに両秩序が消失した間の領域で、ティック相と磁性相が完全に分離し、正方晶の基底状態が磁性相の近傍において新たな高温超伝導が観測された。以実現することが明らかになった。

上の結果は、FeSe の三次元相図では圧力誘起磁性相が高温
超伝導相と密接に関係することを示唆している。

7

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

図 1 本研究で明らかとなった鉄系超伝導体 FeSe の硫黄置換と物理的加圧による三次元圧力相図。FeSe では一部重なっていた電子ネマ
ティック相とドーム状の磁性相が S 置換を施すことで分離していることがわかる。さらに、高温超伝導が磁性の近傍で発現している。

図 2(a) FeSe1-xSx(x = 0.08)の圧力下電子相図。高圧下 X 線回折(XRD)によって決定される Ts を示す。 (b)および(c) 上段:

3.0GPa(b)および 4.9GPa(c)におけるブラッグピーク(331)強度の温度依存性。下段：電気抵抗率および温度微分の温度依存性。
赤、ピンク、および緑の矢印は、それぞれ超伝導転移のゼロ抵抗となる温度 Tczero、超伝導転移により温度微分に大きな異常が見える Tcpeak および磁気相転移温度 Tm を示す。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

8これらの結果から、FeSe では、S 置換と物理的な加圧を複合的に用いることで、電子相図上で電子ネマティック

and T. Shibauchi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113,8139 (2016).

相と磁性相を独立に制御でき、さらに電子ネマティック相[5] J. P. Sun, K. Matsuura, G. Z. Ye, Y. Mizukami, M.

と磁性相の超伝導に及ぼす影響の違いを明らかにできた。

Shimozawa, K. Matsubayashi, M. Yamashita, T.

この系においては、高い Tc が必ず磁性相の近傍であらわ

Watashige, S. Kasahara, Y. Matsuda, J.-Q. Yan, B. C.

れていることから、非磁性の電子ネマティック揺らぎでは

Sales, Y. Uwatoko, J.-G. Cheng, and T. Shibauchi,

なく、圧力誘起の磁性揺らぎが高温超伝導と密接に関係しNat. Commun. 7, 12146 (2016).

ていると考えられる。

[6] K. Matsuura, Y. Mizukami, Y. Arai, Y. Sugimura, N.
Maejima, A. Machida, T. Watanuki, T. Fukuda, T.

今後の展開

Yajima, Z. Hiroi, K. Y. Yip, Y. C. Chan, Q. Niu, S.

本研究で得られた三次元電子相図から S 置換量を増やす

Hosoi, K. Ishida, K. Mukasa, S. Kasahara, J.-G.

と磁性相が発現する領域が縮小することがわかる。さらにCheng, S. K. Goh, Y. Matsuda, Y. Uwatoko, and T.

S 置換量を増やした組成の電子相図を調べることにより、Shibauchi, Nat. Commun. 8, 1143 (2017).

磁性相を消失させた状態を実現し、その状況下における高[7] K. Kothapalli, A. E. Böhmer, W. T. Jayasekara, B. G.

温超伝導の変化を観測できると考えられる。特に、完全に

Ueland, P. Das, A. Sapkota, V. Taufour, Y. Xiao, E. Alp,

磁性相を抑制した時にどの程度の Tc が得られるかは非常

S. L. Bud’ko, P. C. Canfield, A. Kreyssig & A. I.

に興味深い課題である。

Goldman, Nat. Commun. 7, 12728 (2016).

謝辞
本研究は、東京大学の水上雄太、新井佑基、杉村優一、細井優、石田浩佑、向笠清隆、東京大学物性研の矢島健、廣井善二、量子科学技術研究開発機構の前島尚樹、町田晃彦、綿貫徹、日本原子力研究開発機構の福田竜生、京都大学の笠原成、松田祐司、IOP の J.-G. Cheng、香港中文大学の K. Y. Yip、Y. C. Chan、Q. Niu、S. K. Goh、各氏をはじめとした多くの方々との共同研究によるものである。
なお、本研究は日本学術振興会科学研究費の支援の下に行われた。

REFERENCES[1] R. M. Fernandes, A. V. Chubukov and J. Schmalian,
Nature Physics 10, 97 (2014).
[2] F.-C. Hsu, J.-Y. Luo, K.-W. Yeh, T.-K. Chen, T.-W.
Huang, P. M. Wu, Y.-C. Lee, Y.-L. Huang, Y.-Y. Chu,
D.-C. Yan, and M.-K. Wu, Proc. Natl. Acad. Sci. USA
105, 14262 (2008).
[3] A. E. Böhmer, F. Hardy, F. Eilers, D. Ernst, P.
Adelmann, P. Schweiss, T. Wolf, and C. Meingast,
Phys. Rev. B 87, 180505(R) (2013).
[4] S. Hosoi, K. Matsuura, K. Ishida, H. Wang, Y.
Mizukami, T. Watashige, S. Kasahara, Y. Matsuda,9

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

電子の「震え」現象と伝導度揺らぎ

ナノスケール物性研究部門
１ はじめに

中村 壮智、勝本 信吾

何とか、物理的に ZB と等価な現象を検出できないか、

量子力学の講義で Zitterbewegung (ZB)というのが出てということで、いくつかの実験が試みられ、冷却原子気体

きて、戸惑われた経験のある方はいらっしゃらないだろうを使ったものなど[2]、注目を集めてきた。固体中電子でか。ドイツ語で、「震え運動」のような意味を持つ (西島は、結晶のポテンシャルを上下する運動が ZB に相当する

和彦「相対論的量子力学」では「ジグザグ運動」)。量子

が、これも検出不能である。もっと弱い相互作用というこ

力学の創始者の一人、Schrödinger が理論的に見出した現とで考えられるのはスピン軌道相互作用(SOI)で、Rashba

象で[1]、Dirac 方程式に従う自由粒子の速度は良い量子数型 SOI のある 2 次元電子系での ZB などが検出可能ではなにはなり得ず、瞬時速度は光速 c または-c で、この間を揺いかと期待されてきた[4]。Fig.1(a)は Rashba-SOI のあるれ動きながら光速以下の平均速度で重心は進む。c と-c の系で、進行方向と平行のスピンを持つ電子の ZB を模式的状態の間に Higgs 機構により相互作用が発生し、質量をに示している。Rashba-SOI は運動量に垂直な有効磁場持った粒子と反粒子とが生じることを考えると、自然に理としてスピンに働き、このためスピンは歳差運動を起こす

解されることではある。しかし、この世界の成り立ちを考が、ZB は SOI を通した反作用で軌道が蛇行する効果としえるうえで基本的な意味を持ち、実験にかかれば面白かろて理解される。この ZB も、蛇行の曲率を大きくしようとうと思われるが、例えば真空中電子の ZB 周波数は、

すると周波数がミリ波程度に上がり、測定は容易ではない。

2.5×1020 Hz となり、もちろん検出不能である。

また、スピン偏極のない電子系では、ZB も全くランダムな運動となり、これも困難要因となる。
本稿では、実験系の工夫により ZB を意外なほど大きな伝導度ゆらぎとして捉えた実験について紹介する[5]。

２ 実験セットアップ
InAs の非対称量子井戸中 2 次元電子系を Fig.1(b) のように加工した。この系は Rashba-SOI が強いことで知られており、実際、SdH 振動のビート構造から SOI 係数
= 4×10-11 eVm を得ている。グレー部分に 2 次元電子系
が残っており、1～8 と番号を付した電極のうち、3 と 7 以
外の接触部分は、細くくびれていて量子ポイントコンタク
ト(QPC)と呼ばれる。Rashba-SOI を持つ系の QPC を通すと、電子スピンが高い偏極度で偏極することが我々の実験で確認されている[6]。また、この 2 次元電子系の平均
自由行程は約 1m で、試料幅はその 2～3 倍であるから、試料を横切る際に電子は数回の不純物ポテンシャル散乱を経験する。この数回から十数回程度の準弾道的領域で実験することが重要で、試料が小さくて弾道的に近い場合、逆に拡散的伝導の場合のいずれも後述する伝導度揺らぎは小
図 1 (a) Rashba-SOI 系での ZB で電子波束が蛇行する様子。
右側にスピンをブロッホ球面に示した。(b)試料の電子顕微鏡写真。
グレー部分が InAs2 次元電子系。

■ ■■ ■ ■■ ■さくなってしまう。
電子が進行方向に対して ZB を起こしていると、ZB によってポテンシャルに突入するときの偏り、いわゆる衝突

物性研だより第 57 巻第 4 号

10パラメーターが変化するから散乱角はどう蛇行したかで大きく変化する。すなわち、蛇行をポテンシャル散乱により増幅できる。これを、やはり狭い入射角の電子が通過できる QPC で収集する伝導経路を設定することで、伝導に ZBに依存する大きな揺らぎが現れる。試料は希釈冷凍機で冷却し、簡単な機構によって 7T までの磁場中で向きを回転できるようになっている。

３ 実験結果と議論
Fig.1(b) の試料で QPC1 と QPC5 との間の伝導度 G15を 2 次元面に平行な磁場 By の関数として様々な温度で示したのが Fig.2(a)である。冷却に伴い、細かな非周期的振動が現れ、その平均振幅は温度低下とともに大きくなる。
この振動（ゆらぎ）は、一見ランダムなノイズのように思われるが、そうではなく、2 回独立な磁場掃引を行って測定すると Fig.2(b)のように、非常に良く再現するパターンが現れる。
図 3 (a)QPC を介さない電極 3 と 7 の間の伝導度 G37 を面内
磁場 By の関数として測定した結果。(b)(a)と同じ配置で 2 次元
面に垂直な磁場の関数として測定した結果。

これは、メゾスコピック伝導体にしばしば現れる普遍的 伝 導 度 ゆ ら ぎ (universal conductaucen fluctuation,UCF)と共通する特徴である。が、もちろん、AB 位相の変化により量子干渉効果を通して現れる通常の UCF では
ないことは、面内磁場であることから明らかである。更に決定的なのは、Fig.3 の測定で、QPC を通さない端子 3 と7 の間の伝導測定では、全く同じ 2 次元電子ストリップ部分を測定しているにもかかわらず、面内磁場にはほとんど
磁気伝導度がなく、面直磁場には SdH 振動が現れてしまった。すなわち、QPC 端子とそうでない端子との違い : 1) スピン偏極電子の準弾道的伝導 ; 2) 少数の伝導経路を選別的に測定していること、が明瞭な影響を生じるような現象でなくてはならず、通常の UCF でないことは明らかである。
「通常でない」UCF として、面内磁場である、というだけではスピン干渉による UCF を排除できない。すなわ
ち、Rashba-SOI によって偏極電子スピンが決まった歳
図 2 (a) QPC1 と 5 との間の電気伝導度 G15 を面内磁差運動をし、量子干渉しているという可能性である。が、場 By の関数として測定した結果。縦軸の単位は量子化

これも、Fig.3 の実験でほぼ否定される。更に、磁場を面

伝導度 2e2 / h。0.15K での結果から、0.2 ずつのオフセットを付けて示している。(b) 0.15K で、G15 の磁場依存性を 2 回独立した測定をした結果。オフセットを付けて示している。

11

物性研だより第 57 巻第 4 号

内から面直に回しながらこのゆらぎのパターンを調べると、パターンは変化はするものの、フーリエ変換して見てみるとスペクトルがほとんど変わらない。スピンの量子干渉が■■■ ■ ■ ■■

あるような伝導では、面直磁場が現れると通常の AB 位相

４ 結論による干渉パターンも入ってきて高い周波数成分がどんど

細くくびれた出入口を持つ Rashba-SOI の強い 2 次元

ん増えるはずであるから、実験結果は明らかにこれに反す伝導体では、電子の「震え」現象(ZB)が、これを要因とする。

る伝導度ゆらぎという形で明瞭で大きな効果として現れる残る可能性は、やはり ZB による衝突パラメーターの変ことを確認できた。ZB を固体中電子でこれほど明瞭に捉調である。面内磁場を加えると Rashba-SOI による有効

えたのは著者らが知る限り初めてであり、UCF とは似て磁場との合成ベクトルがスピン歳差運動に働き、蛇行運動

非なる伝導度ゆらぎ現象も新しい発見である。

が磁場で変調される。これが終点の QPC に飛び込む電子の数を変調してゆらぎが現れると考える。この考えは、これまで見てきた実験結果をすべて自然に説明できる。更に、本研究は、新学術領域研究ナノスピン変換科学ー電気的スピン変換の援助を受けて行われた。

面内磁場を面内で回転させながらゆらぎパターンを測定す
ると、Fig.4(a)のように、今度は明らかに振動の細かさが参考文献変化する。フーリエ変換したものを面内角に対してカ[1] E. Schrödinger, Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss. Berl.

ラープロットすると、Fig.4(b)のように周波数の上限値がPhys.-math. Kl. 24, 418-428 (1930).

cosのように変化している。これは、ZB を仮定した半古[2] R. Gerritsma et al., Nature 463, 68-71 (2010).

典的な簡単なモデル計算と一致する。更に、強束縛近似を[3] W. Zawadzki and T. M. Rusin, J. Phys.: Condens.

使い量子力学的なシミュレーションを行い、これまで見たすべての実験結果を定性的に再現し、ZB によって確かに
このようなゆらぎが生じることを確認できた。

Matter 23, 143201 (2011).
[4] J. Schliemann, D. Loss and R. M.Westervelt, Phys.
Rev. Lett. 94, 206801 (2005).
[5] Y. Iwasaki, Y. Hashimoto, T. Nakamura and S. Katsumoto,
Sci. Report 7, 7909 (2017).
[6] S.-W. Kim, Y. Hashimoto, T. Nakamura and
S. Katsumoto, Phys. Rev. B 94, 125307 (2016).

図 4 (a)磁場を 2 次元面内で回転させながら磁場に対するゆらぎを測定した結果。(b)(a)をフーリエ変換したものを y 軸からの角度に対してカラープロットしたもの。(c)ZB によるゆらぎパターンの上限周波数を出すための半古典モデルを模式的に描いたもの。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

12レーザー学会第 45 回定時総会レーザー学会奨励賞
を受賞して
小林研究室

中村 卓磨

2017 年 5 月 31 日にレーザー学会第 45 回定時総会にお動きを反映していることになります。この動きの情報には、

いて、レーザー学会奨励賞を受賞致しました。対象となっ恒星の周りの惑星の重力による僅かな変動が含まれており、た発表はレーザー学会の第 496 回研究会において行った招光の色を超精密に測定することで、惑星の数、位置、質量待講演「MOM(磁気光学変調器)によるファイバーコムのが分かるのです。例えば、あの星の周りには地球型惑星が高速制御」です。この奨励賞は、レーザーに関する研究である、というのがわかります。このような研究は将来、宇きわめて示唆的かつ独創性、将来性のあるものに対して贈宙人の発見に繋がるかもしれません。

られる賞です。博士課程の最終年度にこのような賞によりさて、話をレーザー開発に戻します。どうすれば、そん研究が評価されたということをたいへん嬉しく感じておりな超精密なレーザーが出来るのか？といいますと、実際はます。この受賞研究の遂行にあたり、ご協力いただきまし様々な要素が絡み合った複雑な問題です。しかし、その中た関係者の皆さまに深く感謝申し上げます。

の一番大きな要素の一つがレーザー共振器の長さを一定にさて、本研究はレーザーの超精密制御の新しい方法を提保つ事です。レーザーというのは光の共振器(最も単純化

案するものです[1]。今日において、レーザー発振周波数

すると二つの合わせ鏡)の中を光が何回も往復し続けてい(即ち波長または光の色に相当するものですが)は人類が最ます。往復し続けている光の一部が部分反射の鏡から取りも上手に制御できる物理量の一つになっています。例え

出されてレーザー出力となっています。レーザーの共振器

ば、300 THz(THz=1012 Hz)という発振周波数のレーザーの中には“光の定在波“が出来る条件を満たす周波数の光を 1 Hz を遥かに下回る精度で制御する、といった事が世のみが生き残り、他は光が往復する過程で淘汰されていき界中の研究機関で行われています。これは光の周波数をます。光の定在波の条件は共振器の長さで変わります。こ

15 桁以上の精度で決定できる事に相当します。このレベ

ういった理由でレーザーの発振周波数と共振器長は非常に

ルの測定は、私の知る限り、他の物理量において達成され密接に関わっています。

ていません。

本研究ではこのレーザー共振器長を制御する新しい方法

では、こんなにも精密なレーザーを使うと何が出来るよを開発しました。従来はどのような方法を用いていたか、うになるのでしょうか？例えば“距離”の測定が非常に精といいますと、ミラーを張り付けたピエゾ素子というもの

密に出来るようになります。距離、すなわち“長さ”は現を使っていました。ピエゾ素子というのは圧電素子とも呼在、光速(299 792 458 m/s)で定義されています。一方、

ばれ、電圧をかけると伸び縮みするものです。つまり物理レーザーの発振周波数(Hz =1/s)は時間の逆数になります。

的にミラーを動かして、外部からの振動や音響ノイズを周波数が正確であるという事は正確な時計を持っている事キャンセルすることで、共振器長を一定に保っていました。

になり、それは正確に長さが測定できる事に繋がります。

この方法は非常に有効で今日でも大半のレーザー安定化手

応用として、例えば GPS の精度向上に繋がります。超精法に用いられています。一方で、最先端の超高安定なレー

密 GPS を地面に埋め込むことで、微小な地殻変動を捉えザーに用いるのは物足りない事が多くなってきました。ピることが出来るようになり、地震予知に繋がるのではない

エゾ素子は物理的にミラーを動かすため、動作速度に限界か？という事が期待されています。また、光をそのまま用があります。そのため、超音波領域(>20 kHz)の外乱の制いる応用としては、宇宙の恒星の“色”を正確に測定でき御が出来ず、これがレーザーの安定度を損ねていました。

るようになります。正確には恒星の色の変化を精密に測定

私の専門である“光周波数コム”という最先端レーザーにします。ある恒星と地球の位置関係は常に変動しています。

とってこれは致命的でした。この状況を改善したのが電気すると、相対的な速度の変化により地球に届く恒星の色

光学素子(EOM)の採用です。EOM は透明な素子で光を透(光の周波数)が光のドップラー効果により変動します。仮過させて使用します。これに電圧をかけると素子の屈折率に、地球の変動分を無視すると、恒星の色の変化は恒星のが僅かに変化します。光が感じる実効的な長さというのは、

13

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

物理的な長さと屈折率の積になるため、屈折率を変化出来ることは実効的なレーザー共振器長を変化出来る事になります。この EOM が光周波数コムに初めて採用されたのが2005 年の事でした。EOM により共振器長制御は飛躍的に制御帯域を拡大し 300 kHz を超える高速で微小な外乱までキャンセル出来るようになりました。しかし、このEOM にも問題があります。電圧の印加で屈折率変化を引き起こす際に、わずかに EOM そのものに物理的な歪みが発生してしまうのです。これが機械的振動になり、EOMを固定するマウントとの共振現状を引き起こしてしまいま
した。共振現象があると、共振周波数付近の制御信号は意図したタイミングで伝わらなくなります。EOM に送った
制御信号の位相が歪んでしまうのです。こうなると、もはや共振器長の変動をキャンセルできません。これが現状のレーザー共振器長制御の限界でした。
この問題を解決したのが私の開発した磁気光学素子(MOM)です。これは電圧(電場)を印加する代わりに磁場を印加することで素子の実効的な屈折率を変化させます。
磁場を使うメリットは磁場の印加により引き起こされる物
理的な歪みが EOM に比べて圧倒的に少ないことです。したがって、機械的な共振現象を誘起しないため、EOM よりも遥かに広帯域な制御が期待できるわけです。しかし、デメリットもあります。それは変化できる共振器長の幅が非常に小さい事です。私の開発したデバイスではサブnm(10-10 m)レベルがやっとでした。この振幅では共振器
外乱をキャンセルするには不十分です。一般的にレーザーの共振器の外乱は低周波ほど大きく、高周波になるにつれて急激に少なくなります。そのため、将来的には低周波はピエゾ素子、中域は EOM、高周波は MOM というように担当領域をわけることで、この問題は解決できます。私は実際にこの MOM デバイスが共振器制御に有効であるという事を実験的に示すことが出来ました。今後は工業的に洗練された MOM デバイスが開発され、様々なレーザーに適用されることが期待されます。
最後になりましたが、自分の思いつきを快諾し後押ししてくださった小林洋平准教授と、訳の分からない議論に沢山付き合ってくださった谷峻太郎助教に感謝致します。
[1] "Magneto-optic modulator for high bandwidth cavity
length stabilization," T. Nakamura, S. Tani, I. Ito, andY. Kobayashi, Opt. Express 25, 4994-5000 (2017).

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

14USD10 にて Young Researcher Poster Award
を受賞
松田（巌）研究室

博士課程 2 年 伊藤 俊

この度、2017 年 6 月 11 日~16 日にドイツの Inzell にてうになったのはつい最近であり [1]、未解明の領域です。

開催された超高速現象の国際会議 The 10th International

とくに、バンドベンディング領域でのキャリアの空間分離

Symposium on Ultrafast Surface Dynamics (USD10) にと起電力の変化が同じ時間スケールで起きてしまうため、て、“Photo-induced ultrafast potential shift observed at

従来のシンプルな描像が適用できるかは非自明であり、こa metal-semiconductor interface of a Bi thin film”というの時間スケールでの起電力の存在を疑問視する意見もあり講演を行い、Young Researcher Poster Award を受賞致しました。

ました。超短パルスレーザーを用いた物質表面での超高速ダイナミクス研究に特化した会議であり、フェムト秒

本研究では、ゲルマニウム(Ge)基板上に成長させたビス-15 秒)時間分解光電子分光・電子回折、テラヘルツ時

マス(Bi)薄膜の金属-半導体接合のバンドベンディング領-18 秒)パルス発生などの幅

間領域分光、そしてアト秒(10域において、フェムト秒からピコ秒の時間スケールで起電

広いトピックで第一線の研究者が一同に会しました。若手

力が生成・緩和する様子を捉えました。このような超高速研究者・学生を中心に約 50 件のポスター発表が行われ、の時間スケールでポテンシャルが変化すると、検出器へ飛その中から 3 名が Award を受賞しました。

行中の光電子がダイナミカルに加速(減速)されることが予(10

想されており[2]、その特異な時間構造を捉えることで起物質表面・界面に光を照射したときに電位(ポテンシャ

電力の変化が起きていることを確認しました。さらに、起ル)がシフトする現象は、光誘起起電力としてよく知られ電力の時間変化が、光電子スペクトルの経時的な変化におており、太陽電池やフォトダイオードなどの光エレクトロ

よぼす影響を明らかにしました。また、キャリアの空間分

ニクスデバイスを駆動する基本原理です。その基本的な機離をその初期過程から考えた場合、従来の描像においても、構は、光生成したキャリア対(電子・正孔ペア)が、表面・このような超高速の時間スケールで起電力が生じうること

界面でのバンドベンディングに沿って空間分離することにを示しました。これらの結果は、物質表面・界面での起電基づき理解されてきました。実験的な検出にはもちろん電力ダイナミクスの理解をより速いスケールまで拡張してい圧を直接測ることもできますが、物質に光を照射したとき

く第一歩になると考えております。現在、議論の精密化をに放出される光電子を使うこともできます。光電子の放出

行って、この時間スケールでの起電力ダイナミクスの包括過程ではエネルギーおよび運動量が保存されるため、光電的な理解を目指しています。

子分光法は物質のバンド分散を直接取り出せる強力な手法です。光電子は物質表面の数原子層から放出されるため、また最近私たちは、高分解能光電子分光測定と量子干渉基板に対するポテンシャル変化を、バンド分散がエネル

効果を組み合わせた独自の測定によって、Bi が近年注目をギー方向へシフトする形で検出することができるのです。

集めるトポロジカル物質であることを解明しました[3]。トポロジカル物質の表面では無磁場下でもスピン偏極した電さらに光としてパルス光を用いて、ポンプ光とプローブ子状態が存在し、スピンを情報伝達に用いた次世代デバイ

光の 2 つのパルスの時間遅延を制御することで、起電力がスへの応用が活発に研究されています。とくに最近では、

時間的に変化する様子を取り出すこともできます。これまトポロジカル絶縁体表面での光起電力を利用した新しい素で、マイクロ秒(10-6 秒)〜ナノ秒(10-9 秒)の時間スケール子の提案がなされており[4]、トポロジカル物質と光起電力の起電力ダイナミクスが盛んに観測され、キャリアが熱的の結合はより重要なトピックになっていくと予想されます。

に拡散する過程やトンネリングする過程に基づき理解されてきました。しかし、さらに速いフェムト秒〜ピコ秒

少し余談になりますが、今回の会議は合計 200 名程度の-12 秒)スケールの起電力ダイナミクスが調べられるよ

参加者が合宿場に宿泊する形式であったため、セッション

(10

15

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

の時間だけでなく、コーヒーブレイクや食事などの全ての時間を通して、様々なバックグラウンドを持つ各国からの参加者と議論を楽しむことができました。会議も１つのホールに集まるシングルセッションの形で行われたため、非常に濃密な議論が交わされ、最先端の超高速ダイナミク
ス研究を十分に味わうことができました。また今回実感したのは、この分野におけるドイツの存在感です。他国の最高レベルの環境を持つグループが複数、それも様々なトピックにおいて存在していることは大変な驚きでした。一方で、お互い競争的な関係にあるグループ間でも和やかに議論が交わされており、共同研究の試みも多数なされているなど、建設的で親密なコミュニティが形成されていると感じました。ドイツを中心とするヨーロッパ各国がこの分授賞式の様子。時間分解光電子分光の大家である野を牽引していくことを強く印象づける会議であり、研究

Martin Aeschlimann 先生(左)と Ulrich Höfer 先生(右)成果以外にも多くのことを学ぶことができました。

から受賞者に賞状が贈られました。お二人は長年日本のコミュニティとの交流が深く、また今年還暦を迎えられるため、赤いちゃんちゃんこがプレゼントされて最後に、本研究を行うにあたって多大なご支援をいただ

いました。

きました、物性研究所の辛埴教授、松田巌准教授、石田行
章助教、山本達助教、吉本真也助教に深く感謝申し上げます。

参考文献[1] Y. Ishida et al., Scientific Reports 5, 8160 (2015).
[2] S. Tanaka, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 185,
152 (2012).
[3] S. Ito et al., Phys. Rev. Lett. 117, 236402 (2016).
[4] Y. Ishida, private communications.

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

16

国際会議 Actinides2017 において Student poster
award を受賞して凝縮系物性研究部門

榊原研究室 中村 翔太

この度、2017 年 7 月 9 日～14 日に東北大学百周年記念

そこで、我々は極低温・高磁場下で試料の角度を 0.01

会館川内萩ホールにて開催された国際会議 Actinides2017

度の精度で制御できる 2 軸回転機構を備えた磁化測定装置

で、私は“Magnetization Study on the Ising Ferromagnetを開発し、磁化から URhGe の三重臨界点を捉え、三次元

URhGe with High-Precision Angle-Resolved Magnetic

相図の作成に成功しました(図左)。得られた相図から三重Field near the Hard Axis”というタイトルで発表を行い、臨界点はこれまで予想されたよりも超伝導状態から離れた

Student poster award を受賞しました。本賞は、学生に高温にあることがわかり、この結果は三重臨界点近傍の揺よるポスター発表の中で最も優れた 3 件に贈られました。

らぎがリエントラント超伝導に届かない可能性を示唆して以下に、受賞対象となった研究内容を簡単に説明します。

います。また今回、三次元相図上で三重臨界点を起点とし本研究の対象である URhGe は、強磁性と超伝導の二つた特徴的な一次相転移面(ウィング構造)を捉えました。

の状態が一つの物質内で発現する物質です。この物質の b

ウィング構造の形状は今までよく分かっていませんでした

軸方向から 5 度以内の狭い角度範囲に磁場をかけると、超が、今回我々がその詳細な形状を実験から初めて明らかに伝導が一度壊れてしまいますが、さらに強い磁場かけるとしました(図右)。本研究で測定した磁化は強磁性量子相転

再び出現するという、磁場による特異な超伝導増強現象

移の理論に結び付けられる熱力学量であり、磁化から三次(リエントラント超伝導)が見つかっています。しかしながら、元相図の作成に成功した今回の結果は、磁場と超伝導増強

その現象のメカニズムは未だ良く分かっていません[1,2]。

の関係を明らかにするための重要な成果と言えます。また、

一方、磁気スピンの一次相転移[3]が、これと同様の狭い

本研究で開発した装置によって強い異方性のある系の研究

磁場角度範囲で起こる[4]ことが知られています。この相の更なる進展が期待されます。本研究成果をまとめた論文

転移の起点である三重臨界点近傍の強磁性揺らぎがリエン

は文献[6]に掲載されており、この論文は同誌で高く評価

トラント超伝導のカギを握っている[5]と言われており、されて Editors' Suggestion に選ばれました。

これまで盛んに三重臨界点の研究が試みられてきました。
しかし、URhGe の強い磁気異方性により三重臨界点の正確な位置の決定は非常に困難でした。

（左）URhGe の三次元相図。オレンジ色の面上で磁気スピンの一次相転移が起こる。三重臨界点はその一次相転移が起こる面の起点となっており、4 K 以上の高温にあるのに対して、特異な超伝導(リエントラント超伝導)は高磁場(～12 T)下かつ 0.5 K 以下の低温で起こる。
（右）磁化から捉えた、Hc-T 面上に投影した Wing 構造(臨界磁場における dM/dH の強度の Contour Plot)。この図か
ら三重臨界点が 4 K 以上にあるのは明らかである。

17

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

最後に、本研究を行うにあたって多大なご協力を頂きました物性研究所凝縮系物性研究部門の榊原俊郎教授と橘高
俊一郎助教、東北大学金属材料研究所の清水悠晴助教(元物性研 PD)にこの場を借りて深く感謝申し上げます。また、本研究は日本原子力研究開発機構(JAEA)との共同研
究です。

参考文献
[1] F. Lévy et al., Science 309, 1343 (2005).
[2] D. Aoki et al., J. Phys. Soc. Jpn. 83, 061011 (2014).
[3] F. Hardy et al., Phys. Rev. B 83, 195107 (2011).
[4] F. Lévy et al., J. Phys.: Condens. Matter 21, 164211(2009).
[5] Y. Tokunaga et al., Phys. Rev. Lett. 114, 216401 (2015).
[6] S. Nakamura et al., Phys. Rev. B 96, 094411 (2017).

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

18和達研究室 博士課程 3 年

横山 優一

ドイツ・ハンブルクの放射光施設 DESY で開催されたおります。そこで、私は、身近なものでありながら実はま

国際会議 International Conference on Inelastic X-ray

だよく分かっていない歪みとの関係に注目してスピン状態

scattering (IXS2017)にて、”POSTER PRIZE”を受賞するの変化を調べました。実験では、高輝度の放射光 X 線を用栄誉に恵まれました。IXS は X 線の非弾性散乱を用いた研いて、共鳴軟 X 線非弾性散乱(RIXS)を行いました。この究に特化した会議で、今回で 10 回目の開催になります。

手法では、dd 励起（非弾性散乱にみられるコバルト 3d 電

近年分解能の向上が著しい軟 X 線領域の共鳴発光分光に加子間の遷移)からスピン状態を明らかにすることができ、え、硬 X 線を用いた発光分光やコンプトン散乱などによる

従来の X 線吸収分光法よりも精度の高い測定が可能です。

最前線の研究成果の発表が相次ぎました。また、立ち上RIXS の実験により、X 線吸収分光法では捉えられなかっがったばかりの X 線自由電子レーザーEuropean XFEL のた歪みによるスピン状態の変化を観測することに成功しま見学もあり、非弾性散乱分野でも超高速時間分解測定の実した。さらに理論計算と組み合わせることで、歪みの大き現が間近に迫っていることを実感しました。

さとスピン状態の関係を定量的に求めることを行いました。

受賞対象となった発表は”Epitaxial strain induced spin

その結果、約 1%の引っ張り歪みによって、歪みの無いバ

states of LaCoO3 thin films clarified by resonant inelastic

ルク試料では低スピンであったものが全て高スピンに変化

soft x-ray scattering”です。この研究は、スピン状態の自することを見出しました。加えて、その高スピン状態は歪由度が特徴的な遷移金属酸化物を対象に、外的な刺激(特んでいない Oh 対称性の高スピンと歪んだ D2h 対称性の高に歪み)との関係を明らかにしたいという思いから始めま

スピンが 1:1 の割合で共存していることを明らかにしまし

した。研究遂行にあたり、大型放射光施設 SPring-8 の東た。

京大学ビームライン BL07LSU に所属する方々を中心に多コバルトをはじめ様々な 3d 遷移金属を含む化合物を対くの共同研究者の方々に大変お世話になりました。試料に象に、未だ明らかになっていない複雑な電子状態を解明す

つきましては、東京大学・工学系研究科の十倉先生、川﨑る研究を今後も続けていきたいと考えております。

先生、中村先生、藤岡先生から提供していただきました。
物質・材料研究機構の山崎先生と指導教員の和達先生には、[関連論文]

研究の構想段階から相談させていただき、研究全体を通じ“Tensile-Strain Dependent Spin States in Epitaxialてご指導いただきました。物性研究所の原田先生と宮脇さ

LaCoO3 Thin Films”, Y. Yokoyama, Y. Yamasaki, M.

んには超高分解能発光分光装置 HORNET を用いた実験とTaguchi, Y. Hirata, K. Takubo, J. Miyawaki, Y. Harada,

解析についてご指導いただきました。奈良先端大の大門先

D. Asakura, J. Fujioka, M. Nakamura, H. Daimon, M.

生、田口先生には理論計算で大変お世話になりました。産

Kawasaki, Y. Tokura, and H. Wadati, arXiv:1708.07529

業技術総合研究所の朝倉先生、和達研究室の平田さん、田[cond-mat.str-el].

久保さん、山本航平さんには何度も議論させていただきました。本研究は共同研究者の皆様の貢献があって初めて成し遂げることができました。この場を借りて深く感謝申し上げます。
研究内容につきましても簡単に紹介させていただきます。
3d 遷移金属酸化物では強い電子相関によって電子・スピン・軌道に自由度が生まれ多彩な物性を示すことが特徴的です。中でもコバルトを含む LaCoO3 ではスピン状態が温度変化などの外的な刺激によって変化することが知られて19

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

エルベ川の船上で行われた授賞式の様子。一番左が横山優一氏。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

20

J-Physics 国際会議において“Best Poster Award”
を受賞して
瀧川研究室 博士課程 3 年

谷口 貴紀

この度、八幡平で行われた J-Physics 国際会議にて

このような背景から、私たちは四極子間相互作用と磁場“Best Poster Award”を受賞する機会に恵まれました。受との関係と多重極限環境でミクロに四極子を検出手法の開賞対象となった研究題目は、“The observation of the field

発を目指しました。そこで私たちは局所磁場・電場勾配を

induced transition in PrTi2Al20” です。J-Physics は多極

通して微視的に電子の状態を観測することのできる核磁気子伝導系の物理に関する新学術領域であり、本会議は J-

共鳴法(NMR)に注目しました。PrTi2Al20 は、Pr の周りをAl

Physics が主催した国際会議です。本研究を行うにあたり、の籠が囲っている構造です。四極子転移によって Pr の 4f 電

たくさんの共同研究者の方々にお世話になりました。まず、子が作る局所磁場・電場勾配もその対称性に従って変化す辻本真規様、永岡靖浩様、酒井明人様、松本洋介様、中辻知

るので、周りの Al サイトの NMR は Pr の 4f 電子の四極子

先生に非常に純度の高い単結晶試料を提供して頂きました。

秩序検出の強力なプローブになると私たちは考えました。

磁化測定では、中村翔太様、榊原俊郎先生に大変お世話にな磁場を<111>方向に印加した場合、結晶構造に由来する 3りました。理論では、首都大学東京の服部一匡准教授に懇切

回回転対称性の破れの微視的観測に成功しました。さらに、丁寧に教えて頂きました。この研究は、共同研究者の方々の磁場を<100>方向に印加すると、これまで単一相と考えられ貢献がどれひとつ欠けても成し遂げられませんでした。共同てきた四極子秩序相内で磁場誘起相転移を発見しました。

研究者の皆様に、この場をお借りして深く感謝申し上げます。

この磁場誘起相転移の起源は、磁場に依存した四極子間相以下に本研究について簡単に述べさせて頂きます。

互作用と Zeeman 相互作用の競合です。これまでは、四極重い電子系において、反強磁性スピン揺らぎの枠組みに

子間相互作用に磁場の影響は考えられてこなかったのです

おいて、量子臨界現象の定性的な理解が進んでいます。こが、今回、初めてその存在と重要性が明らかになりました。

の系は、伝導電子を介した反強的な局在磁気双極子間相互以上が受賞対象となった研究の概要です。今後は新たな作用(RKKY 相互作用)と双極子を伝導電子が遮蔽する相理論モデルの検証と、その理論から導かれる四極子間相互互作用(近藤効果)が競合しています。両者の競合が起源で、作用における伝導電子の役割を理解することが重要と考え多様な長距離秩序、重い電子状態、非フェルミ液体状態、られます。また、高圧における重い電子超伝導相と重い電子超伝導状態などが引き起こされます。一方、f 電

PrV2Al20 の測定も行う予定で、伝導電子と四極子が奏で子は大きな角運動量を持つので、ある条件が揃えば磁気双る豊かな物理の発見が期待されます。最後になりましが、極子よりも高次のテンソルである多極子モーメントの物性

一から私に物理を指南して下さった指導教官の瀧川先生にが現れることが知られています。それでは、スピン(双極

御礼を申し上げます。

子)の次に高次である四極子は、重い電子系の局在スピンに置き換えることはできるのでしょうか。これは、実は理論的にも実験的にも未だ未解明の興味深い問題です。この問いの答えとして重要となるのは、伝導電子を介した四極子間相互作用の理解です。従来の四極子に関する実験的研
究では、CeB6 のように磁気双極子の自由度を持つため、
ハミルトニアンが複雑になることが問題でした。2010 年
以降、物質開発の進展により、4f 2 配置を取る非クラマー
ス系 Pr1-2-20 系において、非磁性で四極子秩序状態を持
つ物質群が見出されました。特に PrTi2Al20 はこの物質群で唯一の強四極子秩序相が発現しているため、シンプルな四極子間相互作用を研究する上で非常に適した系です。

21

物性研だより第 57 巻第 4 号

授賞式の様子■■■ ■ ■ ■■

コロイドおよびポリマー科学レクチャー2017

柴山 充弘
2017 年 10 月、ミュンヘン工科大学で開催されたコロイ

網目欠陥が多かったため、脆く壊れやすいというのがゲルド会議にて、コロイドおよびポリマー科学レクチャー

に対する一般常識でした。しかし、この Tetra-PEG ゲル

2017 受賞を受賞しました。この賞はコロイドおよびポリは欠陥が少なく均一網目から成るため、強靱で人体の軟骨

マー科学の分野における国際的な科学的交流を促進するこ以上の強度があります。また、生体適合性にも優れているとを目的として、同分野において貢献した人を称えるためため、高強度ゲルや人体の代替組織、分子ふるいなどへのに 2014 年に始まりました。選考はドイツコロイド協会と、応用研究が期待される材料です。私のグループは、小角中Springer 社の雑誌 Colloid and Polymer Science 編集長、

性子散乱、動的光散乱、小角Ｘ線散乱、中性子スピンエ

そしてドイツコロイド協会年会議長からなる選考委員会がコー法、赤外・紫外分光法、力学測定などの手法を駆使し、行います。受賞講演はドイツコロイド協会年会もしくは関この Tetra-PEG ゲルの構造、変形機構を始め、反応機構

連 学 会 に て 行 わ れ ま す 。 こ れ ま で の 受 賞 者 は 、 2014:を解明し、さらにゴム弾性論の再考研究などを行いました 3。

Orlin D. Velev (North Carolina State University, USA)、

2008 年の第１報の引用件数は 2017 年６月の時点で 300 件

2015: Steven P. Armes (University of Sheffield, UK)、以上あり、関連論文の引用総数は 2000 件以上に及んでい2016: Oren A. Scherman (University of Cambridge, UK)ることからも、この研究が「理想高分子網目の創成」といでした。

うパラダイムシフトとなっていることがうかがえます 3。

私の受賞講演は、「テトラペグ (Tetra-PEG) ゲルを用

現在、これまでの研究をさらに発展させ、ゲル化下限ぎりいた精密高分子網目科学」で、2008 年の初の合成と構造

ぎりのゲルや臨界クラスターの研究 4 さらには、その医用解析から最近の医用応用に至るまでの研究のハイライトを応用を見据えた研究 5 などを行っています。

紹介しました。Tetra-PEG ゲルは 2 種の異なる反応基をこの賞の受賞は、ともに研究を行ってきた研究室メン

持つ末端反応性４分岐ポリエチレングリコール(PEG)を交バーの研究と、東京大学大学院工学系研究科バイオマテリ

差架橋してできる高分子網目で、網目の大きさが等しく、

アルエンジニアリング専攻の鄭・酒井研究室との共同研究

かつ非常に欠陥が少ないゲルとなるのが特徴です 1, 2。

によるものです。この場を借りて、研究室スタッフ、なら

従来のゲルは、網目サイズや分布の制御が難しく、かつびに鄭雄一教授ならびに酒井崇匡准教授に謝意を表します。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

22受賞紹介ホームページ
http://www.springer.com/chemistry/polymer+science/journal/396/PSE%3FdetailsPage=societies
参考文献
1. Sakai, T.; Matsunaga, T.; Yamamoto, Y.; Ito, C.;
Yoshida, R.; Suzuki, S.; Sasaki, N.; Shibayama, M.;
Chung, U., Macromolecules 2008, 41 (14), 5379-5384.
2. Matsunaga, T.; Sakai, T.; Akagi, Y.; Chung, U.;
Shibayama, M., Macromolecules 2009, 42, 1344-1351.
3. Shibayama, M.; Li, X.; Sakai, T., Ind. Eng. Chem. Res.
2018, 57, 1121-1128.
4. Li, X.; Hirosawa, K.; Sakai, T.; Gilbert, E. P.;
Shibayama, M., Macomolecules 2017, 50, 3655-3661.
5. Hayashi, K.; Okamoto, F.; Hoshi, S.; Katashima, T.;
Zujur, D. C.; Li, X.; Shibayama, M.; Gilbert, E. P.;
Chung, U.; Ohba, S.; Oshika, T.; Sakai, T., Nat. Biomed.
Eng. 2017, 1, 0044(1)-0044(7).

23

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

物性研に着任して量子物質グループ酒井 明人

2017 年 5 月 1 日付けで量子物質グループの中辻研究室

居室は A461 におります。物性研内外の様々な方々と共同に助教として着任いたしました酒井明人と申します。今回研究ができればと考えています。どうぞよろしくお願いい

助教として採用いただき大変嬉しく思います。

たします。

実は 2016 年 4 月から約１年間特任助教として中辻研究室で既に勤務させていただいておりました。特任助教としての最初の大きな仕事は実験室の引っ越しでした。特にシールドルーム内の希釈冷凍機は低ノイズで精密な測定ができるように最適化されていたので、移動後も同様に良い測定ができるように細かい所まで気を配って新しい実験室に再立ち上げしました。幸い当時博士 3 年の辻本さんや助教の松本さんなど多くの方々の協力もあり、移動前と変わらず高精度な測定ができるようになりました。

さて、助教着任後既に半年以上経過しましたが、仕事の幅広さと責任の重さを日々感じております。中辻先生
は特に国内外への出張で不在なことが多く、それでいて
外国人研究者も一際多い研究室であるため、問題が起きないように気を配ることが一層必要とされます。問題を未然に防ぐため、実験室の見回りやメンバーとのコミュ
ニケーションを積極的に行っていく次第であります。JPhysics のトピカルミーティングも物性研究所で本年度 2度開催を行いました。これまでは会議に参加するだけの立場でしたが、プログラムの作成等裏方の仕事を始めて経験致しました。トピックが私自身大学院時代から研究を行っている馴染みのある系(軌道秩序と近藤効果を示
す PrTr2Al20 (Tr = Ti, V)系)であったということもあり、会議の成功を祈って尽力いたしました。海外からの来客も多く、対応が求められることもあります。世界的に著名な研究者と直接会話をできるのは大変有意義な経験になりました。
研究のほうもトポロジカル磁性体から強相関 f 電子系、
フラストレート磁性体など室温から極低温度まで幅広く行っております。物質合成と物性測定両方の知識と技術を活かして、測定結果から得られた知見を合成にすぐにフィードバックして研究を進めていきたいと思っています。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

24外国人客員所員を経験してReport upon the completion of my Visiting Professorship at ISSP
I, Akira OTSUKI, spent 3 month from the 1st of June to

It was also a pleasure to join some casual dinners during

the 31st of August as a visiting professor at the Institutemy stay at Kashiwa and Tokai. They were good chances

for Solid State Physics (ISSP) at the Kashiwa campus offor me and my wife to communicate and know many

The University of Tokyo. I was kindly hosted by thepeople within the institute. I wish to acknowledge mygroup of Prof. Shibayama in the Neutron Science

thanks to the organizers of those occasions.

Laboratory. My stay was focusing on the measurement ofconcentrated colloidal particle suspensions by theThank you again for the kind help from the members of

scattering method newly developed by his group.

ISSP during my visit. I look forward to working with Prof.

Accurate evaluation of dispersion/coagulation in such

Shibayama and the other colleagues of ISSP in the nearconcentrated suspensions/dispersions is quite important

future through collaborative research schemes, such as

since many of the existing methods require a dilute

bilateral research program, European project, student/staff

suspension and could overlook the potential coagulationexchange program. I have a full list of those opportunities.

that may depress the industrial processes dealing thoseShould you have any queries about the potential

suspensions [e.g. 1]. In a general sense, I have been very

collaborations, I am very happy to hear from you.

interested in the correlation between the chemical/physicalenvironments and the changes in the microscopic

Best regards,

particle-particle interaction and macroscopic behavior ofsuspensions [e.g. 2].
Akira Otsuki, PhD
It was very honored for me to visit Prof. Shibayama’sgroup and interact with many of the leading and youngMaître de conférences / associate professor

scientists at ISSP. I was particularly fond of theinstantaneous responses to the necessary actions taken

Ecole Nationale Supérieure de Géologie

by Prof. Shibayama, Dr. Li, and other members of ISSP

Université de Lorraine

in order to enhance our collaborative research activities

Campus Brabois, Bat A

and address administrative issues. Such quick responses

2 rue du Doyen Marcel Roubault, BP10162

are quite unique and rare around the world. I wish I

F-54505 VANDOEUVRE-LES-NANCY Cedex - FRANCE

could stay a little longer to complete the bulk of my work.

E-mail: akira.otsuki@univ-lorraine.fr

Also, I would like to acknowledge my appreciations to

Tel: +33 3 72 74 45 43

those students and academics who helped me a lot interms of conducting experiments and other small things.
Some of them work until so late that I never see thatsituation after I left Japan, except myself. I wish they
have a very good success in their research and future,and really hope to see them again.

25

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

References:[1] Akira Otsuki*, Gary Bryant, 2015. Characterizationof the interactions within fine particle mixture in highly
concentrated

suspensionsforadvancedparticle

processing , Advances in Colloid and Interface Science,
226, 37-43.
[2] Akira Otsuki*, 2018. Coupling colloidal forces withyield stress of charged inorganic particle suspension: areview, Electrophoresis, 39, 690-701.

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

26平成 29 年度 物性研究所一般公開の報告

一般公開委員長

山室 修

平成 29 年度の東京大学柏キャンパス一般公開「柏で探企画についてはこれまでの方式を踏襲しましたが(参加す

検、知の世界」が、10 月 27 日(金)および 10 月 28 日(土)る研究室・施設に内容を委ねる)、運営に関していくつかの 2 日間で開催されました。最近、このシーズンは天気がの大きな変更を行いました。その一つはホームページです。

悪くなることが多いのですが、2 日目の午後に少し雨が最近、物性研のホームページ自身がかなり現代風に刷新さ降っただけで、天候にもまあまあ恵まれました。そのおかれていますが、一般公開のページも以下のように大きく変げもあって、2 日間の来場者は 8,800 人を越えておりましわりました。

た。このうち物性研には、パンフレットの配布数が 3,566

http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/openlab/部から推測するに、おそらく 3,600 人を越える方々にご来

単に情報を並べただけでなく、写真やデザインを駆使して、場頂きました。柏キャンパス全体で 12 の企画があります

かなりメリハリをつけてあるのがお分かり頂けると思いまので、物性研の人気の高さは、手前味噌ながら立派なものす。また、一般公開のツイッターのページも開設しました。

だと思います。

さらに、来場者にお配りする資料も、昨年までの三つ折り

さて物性研の企画ですが、今回は「キミの心に響くもの」

リーフレットから図 1 に示す二つ折りのガイドマップに変というキャッチフレーズで行われました。最近、「もの」にわりました。これまでは案内図としての役割が弱かったのこだわってキャッチフレーズを作っているのですが(そろそですが、そこを大幅に強化し、オススメ順路なども掲載しろネタ切れかもしれません)、はたして来場者の皆様に感動ました。このような変更は、平成 28 年から物性研に開設を与えることは出来たのでしょうか。今回の一般公開では、された広報室のスタッフである餅田円さんによるものです。

27

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

図 1 物性研ガイドマップ

このガイドマップを用いて、企画を簡単にご紹介します。
今回は、恒例のガイドツアー、公開実験クイズ、サイエン
スカフェの 3 つのイベントと 10 の展示が行われました。
展示の詳細については、以下のガイドツアーでご紹介します。また、マップに星印が付いた展示場所でクイズに答えてスタンプを 4 つ以上集めると、物性研のオリジナルグッ
ズ(クリアマイボトル、8way マルチツール、動物貯金箱のいずれか)がもらえるという、クイズラリーも開催されました。これまでは単なるスタンプラリーだったのですが、展示の中身をより深く知って頂くためクイズと組み合わせたのです。なお、企画やクイズラリーは益田隆嗣委員が取りまとめを担当しました。
企画の一番目であるガイドツアーのちらしが図 2 です。
ツアーのガイドは基本的に所員や助教が務めます。専門的な説明も交えながら、効率よく企画を見て廻ってもらおうという狙いです。今回は、廣井善二副委員長がとりまとめを行い、図 2 のちらしに示された 3 つのコースが設定されました。ガイドツアーは 2 日間で 4 回あるので、その気になれば全コースを見て廻ることもできます。
図 2 ガイドツアーのちらし■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

28

1 つ目のコースは物性研が誇る大型実験施設を見て廻る
コース、2 つ目は普段から高度な装置を駆使して物性測定を行っている研究室が企画したコース、3 つ目は物質合成と理論の研究室が企画したコースです。開始時間の前にコース名を書いた旗の下に参加者が集まるのですが、人気の高いコースもイマイチのコース(どことは言いませんが)もあり、コース作りの難しさを実感しました。行った先の展示会場での説明はたいへん良かったようで、「分かりやすかった」、「楽しかった」というアンケート回答を多数頂

図 3 公開実験クイズの様子きました。実は、ガイドツアーのスタートは次に述べる公開実験クイズの終了時間と合わせてあるのですが、時間調

今年は図 3 のちらしのように国際超強磁場科学研究施設の整がうまくいかない回もあったようで、これも今後の検討

松田康弘所員が「超強磁場のすすめ」というタイトルでお事項だと思います。

話をされました。会場は椅子が足らなくて追加するぐらい

第 2 の企画である公開実験クイズは、数年前から鈴木博之

満員で、お子様から年配の方まで幅広い方々が来場されま

URA が始めた企画で、怪盗マテリアルと探偵サイエンス

した。強磁場は相対論と深いつながりがあるという話や磁に扮した学生(今回は手伝いの黒子も登場)がお芝居をしな場が強すぎで磁石が壊れてしまうので(0.000001 秒とかのがら、物性研の展示に関係した三択クイズを出題します。

世界です)、壊れる前に測定を済ませてしまうと言う話に、来場者は挙手で解答し(記録用紙にも記入します)、その解聴衆の皆さんは大いに感心していました。私はこの企画の答はすべて実験で示されるという、たいへん手の込んだ企司会をしていたのですが、質問が出すぎで終わらせるのが画です。ときどき実験が失敗するというご愛敬もあって、たいへんでした。高度な知識をお持ちの方からの質問もあ

それがかえって来場者にうけたりします。公開実験クイズ

り、松田先生がタジタジになる場面もあるほどでした。その様子を示したのが図 3 の 2 枚の写真です。怪盗マテリアの様子を納めた写真が図 5 です。熱気が伝わってきますね。

ルはディスプレイに映っていますが、実は彼は就職活動のため、初日はビデオ参加になっていたのでした。全問正解
者には物性研博士の認定証が贈られました。なお、この企
画には、国際交流室の皆様にもお手伝い頂きました。
3 つ目の企画はサイエンス・カフェです。この企画は、
6 階のラウンジで飲み物を飲みながら(もちろん無料です。
すぐに無くなっちゃいましたが．．．)、物性研の所員が一般向けにかみ砕いた最先端の科学のお話をすると言うものです。

図 4 サイエンス・カフェのちらし29

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

図 6 展示会場のスナップ写真

図 5 サイエンス・カフェの風景

次に今回の一般公開で一番話題を呼んだモノをご紹介します。物性犬(ぶっせいけん)は数年前から物性研の公式マ

それぞれの展示について、ここですべてを説明すること

スコット(ゆるキャラ)ですが、それが今回、廣井副委員長は出来ないので、スナップ写真を何枚かご紹介します(図の提案を受け、瀧川所長に特別に予算を出して頂き、ぬい6)。最初の写真は、中性子科学研究施設の展示「ミクロぐるみになりました。それも、大(1 メートル)、中(30 セの世界の旅人〜中性子」で、子供たちがゲル(スライム)をンチ)、小(15 センチ)の 3 種類です。図 7 は玄関で来場者作っているようです。物性研の企画は、このように小さいの皆様をお出迎えする物性犬(大)です。中と小の物性犬

お子様にも喜んでもらえることを意識しています。2 番目(何匹もいます)は 6 階のアンケート・景品受け取りカウンの写真は中辻研究室の企画「未来を創るスーパーマテリア

ターやスタンプラリーのデスクで活躍しました。おまけで、ル」で、大学院生がパネルを使って熱電材料の説明をして千葉県公認ゆるキャラ「チーバくん」とのツーショットもいるところです。普段の自分の研究を一般の人にも分かっ

お見せしましょう。かわいいでしょ。来場者の皆さんからてもらえるように説明することは、学生にとってもとてもの物性犬の人気は絶大で、何人もの方々から、「これはど

良い勉強になります。3 番目の写真は、廣井研究室の企画

こで売ってるんですか？売ってたら絶対買います！」と「結晶の色気にメロメロ」で見かけたいろいろな色に光る言っていただきました。個人的には、本当に販売して頂き結晶の展示です。とてもきれいで幻想的な写真ですね。物

たいと思っています。

性研の一般公開の大きな魅力は、このような珍しいモノがあちこちに置いてあることです。

図 7 玄関でお出迎えする物性犬ぬいぐるみ

図 8 物性犬とチーバ君■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

30物性研の一般公開とは少し離れるのですが、今回、柏キャンパス全体の特別講演会で、計算物質科学研究セン
ターの渡辺宙志助教が講演を行いました。講演のタイトル
は、「スパコンでできること、できないこと」です。ほとんどの一般の方は、ニュースなどでも聞くスパコン(スーパーコンピューター)の何がスーパーなのかはご存じないと思いますが、渡辺さんはそこからスタートして、ご自分の研究である流体中の気泡成長の話、さらには数学パズルとして有名な数独の話をされました(彼は数独の世界では有名人です)。堂々とした話しぶりで、聴衆の皆様から大きな拍手を受けていました。その様子を示したのが図 9 で

図 10 リケジョイベントの中の一コマ(電磁気工房にて)す。
運営のことをもう少し書かせていただきます。池田暁彦
委員は公開実験クイズの実験装置の作成以外に、みんなの活力の元になるお弁当の手配を担当しました。山崎淳委員には餅田円委員と協力して、会場の案内ポスターを作成しました。物性研の会場は低層棟実験室から本館の 6 階までとても広いので、ポスターの枚数も多く、いったいどうす
れば来場者の方々にスムースに見て廻って頂けるかは大きなテーマです。さらに今回は、道案内のボランティアの学
生さんの数も増やしました。学生さんたちには 1 人あたり
2 時間、ポイントになる場所に立って、道案内と質問の受け答えをして頂きました。どうもありがとうございました。
今回行った大きな変更の一つはアンケートです。一般公開のようなイベントにおいて来場者の皆様にご満足頂けるようにするためには、アンケートはたいへん重要です。これまでは紙媒体のアンケートだったため、集計作業に時間もお金もかかってたいへんでした。そこで今回、総務係の山本佳奈係員の提案とご努力で、Google Form によるアン
図 9 特別講演会の様子

ケートを行いました。これだと、集計が一瞬でできるので、はるかに効率が良いです。スマートフォンで QR コードを

もう一つの番外編ですが、一般公開に合わせて、リケ

読み取り入力・送信するのが基本ですが、スマホ無しでもジョイベント「未来をのぞこう！」が開催されました。こ

入力できるように、6 階にアンケート入力コーナーを設置の企画は、森初果所員が中心となって毎年行っているものしました。タブレットと入力補助の人員を配置してありまで、今回は 52 名の女子中高生、およびその保護者が参加

す。もちろん、電子媒体は苦手という方のために紙媒体のしました。瀧川所長や先輩リケジョのお話を聞く以外に、

アンケートも用意してあります。予想通り、回答率が少し

一般公開の展示を見て廻ったり、大学院生と一緒にランチ(前回の 31%から 22%に)下がりましたが、この方式が浸を食べて研究の話を聞いたりして、とても楽しんで頂いた

透すれば回答率は元に戻るでしょうし、何と言っても集計という話を聞いています。図 10 の写真は、一般公開の展の正確さと早さがあるので、今後もこの方式を続けたいと

示会場(電磁気工房)での一コマです。楽しそうですね。

思っています。アンケート入力コーナーとともに、景品の受けとり場所(これまでは受付で行っていた)も一緒に 6 階に移動しました。つまり、ガイドマップの⑨の場所が見学のゴールになったわけです。1 階を受付だけにしたことで、

31

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

混雑が緩和され、人の流れ(6 階への誘導)もはるかに良くなりました。
最後に、全体を見渡していつも適切な助言をして頂いた
矢作直之委員、一般公開の実際的な運営を私と一緒にして頂いた大島潤二委員と総務係の山本佳奈係員、岩村ときわ
前委員、会計をしっかり管理して頂いた鈴木貴博委員、準備や当日の数限りない細かい仕事を積極的にして頂いた総務係の矢口隆紀係長と竹山牧子主任はじめとする事務の皆様、研究室の秘書の皆様に心から感謝申し上げます。平成30 年度の一般公開は廣井善二委員長を中心に行われます。
成功することをお祈りしています。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

32物性研究所短期研究会

物性研スパコン共同利用 CCMS 合同研究会「計算物質科学の今と未来」の報告
日時：2016 年 4 月 4 日(月)13:20～5 日(火)17:20
場所：東京大学物性研究所 6 階大講義室

主催：東京大学物性研究所共催：計算物質科学研究センター(CCMS)
世話人代表：杉野修
組織委員：川島 直輝（物性研 教授）、野口 博司（物性研 准教授）、渡辺 宙志（物性研助教）、笠松 秀輔（物性研 助教）、野口 良史（物性研 助教）、小田 竜樹（金沢大 教授）、吉本 芳英（東京大 准教授）、川村 光（大阪大 教授）、岡本 祐
幸（名古屋大 教授）、求 幸年（東京大 准教授）
、川上 養一（京都大 教授）
平成 27 年度の物性研スパコン共同利用果報告会が 2016

モンテカルロ法)、尾崎泰助氏(OpenMX 開発)、押山淳氏

年 4 月 4 日(月)から 5 日(火)の二日間にわたって行われ(実空間 DFT 計算法)、小沢遼氏(多項式展開法)による講演

た。この研究会は全国の物性研スパコン利用者が集い最新が行われた。学外からは、大阪大学の石河孝洋氏(新物質相の成果を報告する会合であり、毎年開催されているもので探索)、国立国会図書館の北島顕正氏(レアイベントサンプ

ある。従来、この研究会は年末年始ごろに行われてきたが、リング)、防衛大学校の萩田克己氏(粗視化 MD)、理研の辻

今回は年度が明けてすぐの 4 月初めに開催された。この時

直人氏(非平衡動的平均場)、正木晶子氏(並列化量子モンテ

期は授業や研究プロジェクトの会合などが始まる前の時期

カルロ法)、有田亮太郎氏(超伝導転移温度計算)、名古屋大ということで、参加しやすいと好評であった。実際、口頭学の安藤嘉倫氏(大規模 MD)の講演が行われた。これに加え発表 17 件、ポスター発表 22 件、参加者 134 名(2 日間のて CCMS の吉見一慶氏からは物性研のソフトウェア開発・延べ人数)と参加者の増加が見られた。今回は通常の報告

高度化プロジェクトの成果についての報告があった。

会に加え、HPCI 戦略プログラム(「京」コンピュータのソフトウェア開発・高度化プロジェクトは平成 27 年度

プロジェクト)の受け皿機関として設立した計算物質科学

から新たに始まった企画であり、計算物質科学関連のアプ

研究センター(CCMS)の 5 年間の活動を振り返るための企

リ開発を支援してコミュニティーソフトの基盤強化を図ろ画として開催された。そのため CCMS 関連の講演に重きうというものである。物性研スパコンの利用者からアプリを置いて企画した。なお、その企画は次の重点課題(ポス開発などに関する希望を前年度末までに募り、その中から

ト「京」コンピュータに向けてのプロジェクト)に向けて審査を経て絞られた数件のテーマに対して CCMS の人員のスタートアップとして位置付けられる。

二名が支援してきた。そこから得られた初めての成果に関本研究会での特別講演者は理化学研究所の藤田航平氏でして報告が行われた。

あり、「京」全系を使った都市地震シミュレーションに関本研究会では、更新を迎えるシステム B に関してどのよする研究紹介があった。東京の 10 km × 10 km の領域のうなアーキテクチャーが望ましいのか、今後の物性研スパ

都市地震シミュレーションを可能にするために行った非構コンとしてどのようなアーキテクチャーが選択肢に入って造格子陰的時間積分有限要素法に基づくアプリ開発の事例

くるのか、それぞれのアーキテクチャーの長所と短所は、が紹介された。特別講演(1 件)の他に招待講演が 16 件行ということを議論するためのパネルディスカッションが行われた。これは CCMS 関連の講演 7 件を含む。招待講演

われた。パネリストとして、鳥取大の星健夫氏、東北大学

では、物性研スパコンや「京」コンピュータを用いた大規の毛利哲夫氏、東京大学の吉本芳英氏と渡辺宙志氏が選ば

模アプリ開発とそれを用いた物質科学研究の進展に関して、れ、それぞれ先進のユーザ、金研スパコン関係者、新旧の東京大学の赤井久純氏(非平衡 KKR グリーン関数法)、

物性研スパコン管理者としての発言が行われた。会場の参野口良史氏(多体グリーン関数法)、常行真司氏(熱伝導計

加者からも質問や意見があがり、熱のこもった議論が行わ算手法)、藤堂眞治氏(確率的最適化法)、大塚孝弘氏(変分

れた。

33

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

プ ロ グ ラ ム
4 月 4 日（月）13:20-13:30
13:30-13:55

Opening
A01

赤井 久純（東京大学）｢非平衡 KKR グリーン関数法の開発とショットキー障壁への応用」

13:55-14:20

A02

野口 良史（東京大学）｢第一原理による UV-vis 吸収スペクトルと X 線吸収スペクトル計算」

14:20-14:45

A03

常行 真司（東京大学）｢物質構造と電子状態の第一原理シミュレーション手法の開発と応用」

14:45-15:00
15:00-15:25

Coffee Break
A04

石河 孝洋（大阪大学）｢遺伝的アルゴリズムによる硫黄-水素系化合物の高圧相探索」

15:25-15:50

A05

北島 顕正（国立国会図書館）｢レアイベントサンプリングによる魔方陣の数の推定」

15:50-16:15

A06

萩田 克美（防衛大学校）｢ナノ粒子充填高分子系の粗視化 MD 法による仮想散乱実験」

16:15-17:45

Poster Session〈6 階ラウンジ〉

18:15 -

懇親会〈「和ダイニング 花あかり」ららぽーと柏の葉 3 階〉

4 月 5 日（火）10:00-10:40

B01

藤田 航平（理化学研究所）【特別講演】｢『京』全系を使った都市地震シミュレーション」

10:40-11:05

B02

辻 直人（理化学研究所）｢非平衡動的平均場理論と強結合超伝導体の量子ダイナミクス」

11:05-11:30

B03

藤堂 眞治（東京大学）｢確率的最適化によるランダムスピン系の量子臨界現象の研究」

11:30-11:40
11:40-12:05

Coffee BreakB04

大越 孝洋（東京大学）｢電子格子相互作用を考慮した多変数変分モンテカルロ法の拡張とホルシュタイン・ハバード模型の数値解析」

12:05-12:30

B05

正木 晶子（理化学研究所）｢並列化量子モンテカルロ法の開発と格子ボース系への応用」

12:30-13:30

Lunch Break

13:30-14:30

パネルディスカッション「全国共同利用スパコンの今後について」
渡辺 宙志（東京大学）、星 健夫（鳥取大学）、吉本 芳英（東京大学）、毛利 哲夫（東北大学）■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

34

14:30-14:55

B06

尾崎 泰助（東京大学）｢OpenMX Ver. 3.8 の開発」

14:55-15:20

B07

有田 亮太郎（理化学研究所）｢高圧下硫化水素の超伝導転移温度の第一原理計算」

15:20-15:45

B08

押山 淳（東京大学）｢実空間密度汎関数法による物性計算：SiC ナノファセットの形状とスピン」

15:45-16:00
16:00-16:25

Coffee BreakB09

安藤 嘉倫（名古屋大学）｢ソフトウェア MODYLAS を用いた大規模分子動力学シミュレーション」

16:25-16:50

B10

小澤 遼（東京大学）｢遍歴磁性体における多項式展開法を用いた高効率シミュレーションによる新奇な非共面的磁気秩序状態の探索」

16:50-17:30

B11

吉見 一慶（東京大学）｢東京大学物性研究所 ソフトウェア開発・高度化プロジェクトについて」

17:30-

Closing

Poster Session 月 4 日（月）16:15-17:45 <6 階ラウンジ>P01

萩田 克美（防衛大学校）「ペンタグラフェンの物性と工学応用構造体の計算」

P02

原田 健自（京都大学）「分岐とテンソルネットワーク」

P03

羽田野 直道（東京大学）「局在長の多項式展開：エルミート系と非エルミート系」

P04

弘瀬 大地（東京大学）「第一原理 GW+Bethe-Salpeter 法によるポルフィリンの解析」

P05

井戸 康太（東京大学）「非平衡強相関電子系のための時間依存多変数変分モンテカルロ法」

P06

笠松 秀輔（東京大学）「vdW-DF+U 法による固体酸素の低圧相および高磁場相の第一原理計算」

P07

加藤 岳生（東京大学）「物質科学シミュレーションのポータルサイト MateriApps」

P08

川崎 愛理（東京大学）「量子埋め込み法を用いた多体波動関数理論」

P09

水田 耀ピエール（金沢大学） 「大きな異常熱電効果を示すスキルミオン結晶物質の第一原理的探索に向けて」

P10

森田 悟史（東京大学）「分散メモリ型並列行列積演算の GPGPU 化」

P11

本山 裕一（東京大学）「連続空間中の量子モンテカルロ法における拡張アンサンブル法」

P12

中川 恒（東京大学）“Shape transformations of bilayer membrane induced by hydrolysis reaction”

P13

越智 裕紀（東京大学）「転送行列法によるスケーリング次元の数値的研究」

P14

大久保 毅（東京大学）「大規模並列モンテカルロ法による Z2 ボルテックス転移の研究」

P15

鈴木 隆史（兵庫県立大学）「蜂の巣格子キタエフ・ハイゼンベルク模型の動的性質」

P16

只野 央将（東京大学）「熱電材料 SnSe におけるソフトモードと格子熱伝導率の第一原理計算」

P17

渡辺 宙志（東京大学）「一般化 Langevin 方程式における温度と H 定理」

P18

山口 直也（金沢大学）「SrTiO3 薄膜におけるスピン軌道相互作用と層分極の第一原理計算」

P19

山地 洋平（東京大学）「高並列汎用量子格子模型ソルバーパッケージ HΦ」

P20

山本 良幸（東京大学）「水素不純物の荷電状態を移り変わる反応の第一原理計算」

P21

吉本 芳英（東京大学）「第一原理計算プログラム xTAPP の高度化」

P22

吉澤 香奈子（RIST）「第一原理計算 GUI 支援ソフトウェア TAPIOCA と C-Tools の開発」

35

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

ISSP ワークショップ
第５回伊藤国際学術研究センター会議(IIRC-5) ｢Forefront of Molecular
Dynamics at Surfaces and Interfaces: From a Single Molecule toCatalytic Reaction」の報告
東京大学物性研究所
本国際会議は、平成 29 年 11 月 20 日から平成 29 年 11
月 23 日の 4 日間、東京大学伊藤国際学術研究センター基信 淳などの実験および理論の進歩により、原子・分子レベルで表面における過程を解明し制御できるようになった。

金、理化学研究所 100 周年記念事業、ISSP 国際ワーク

本国際会議は、具体的に以下のような表面界面におけショップ、ISSP ワークショップの支援を受け、表面界面る分子ダイナミクスに焦点をあて、シングルセッションのスペクトロスコピー研究会との共催により東京大学本郷

口頭発表とポスター発表が行われた。

キャンパス内の東京大学伊藤国際学術研究センターで行わ・吸着単分子の物理と化学れた。実行委員会の委員長は、信淳（物性研究所)、副・表面界面における低次元物質

委員長は金有洙（理化学研究所・主任研究員)、委員は、・モデル触媒における動的プロセス

増田茂(東京大学・大学院総合文化・教授)、渡邉聡(東京・表面界面におけるデバイスの分子プロセス

大学・大学院工学系・教授)、福谷克之(東京大学・生産

・固液界面における素過程

研・教授)、高木紀明(東京大学・大学院新領域・准教授)、

参加者は、196 名(招待講演 30 名、一般口頭発表 13 名、中村潤児(筑波大学・教授)、米田忠弘(東北大学・多元ポスター発表 109 名を含む)であった。その内、国内から研・教授)、荒船竜一(物質材料研究機構・主任研究員)での参加者は 133 名(うち、招聘者 19 名)、国外からの参加ある。

者(うち、招聘者は 15 名)は 63 名であった。

本国際会議のスコープである表面および界面における分国内外の著名な研究者による招待講演、活躍中の中子のダイナミクスを理解することは、基礎科学から応用分

堅・若手研究者による一般講演、およびレベルの高いポス野に及ぶ広範な研究分野においてますます重要性を増してター発表に対して、活発な質疑応答が行われた。会期中、いる。表面および界面は、材料におけるエネルギーや物質

休憩時間や食事の際も、熱心に意見交換が行われた。開催の移動において重要な役割を果たす。幅広い産業分野にお中および会議後、参加者から会議の運営と内容について多けるナノテクノロジーの応用は、様々な特性を有するナノ

くのポジティブな意見をいただくことができ、実行委員会

スケール材料および低次元原子層材料の探索を促進していとして安堵するとともに、満足のいく会議であった。会議る。さらに、走査プローブ顕微鏡、シンクロトロン放射光の運営を支えてくれた秘書さん、学生の皆さんに、この場

およびレーザーによる分光、第一原理密度汎関数理論計算

を借りてお礼を申し上げたい。

東京大学伊藤国際学術研究センター・伊藤謝恩ホールにおける集合写真■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

36

口頭発表およびポスター発表のプログラムを以下に記す。
口頭発表プログラム
Monday, 20 November 2017
Opening session (Chair: Junji Nakamura)
15:00

Jun Yoshinobu, Opening remarks

15:10

Wilson Ho “Single Molecule Dynamics in Space-Time”

15:40

Jan Patrick Dela Cruz Calupitan, “STM studies of highly-sensitive photoswitching terarylenes”

16:00

Kana Yamagiwa, “Observation of Surface Plasmon Polaritons Propagating at the Interfaces of Organic
Monolayers/Au(111) by Two-Photon PEEM”

16:20

Riku Shibuya, “Bottom-up design of N-containing carbon catalyst for oxygen reduction reaction”

16:40

Jie Hou, “Inter-molecule interaction for magnetic property of vanadyl tetrakis(thiadiazole) porphyrazine
film on Au(111)”

17:00

Manabu Kiguchi, “Site Selection of Single Molecule bridging Metal Electrodes with Surface Enhanced
Raman cattering”

17:30

Welcome get-together

Tuesday, 21 November 2017
Water and excited processes (Chair: Ryuichi Arafune)
09:00

Yoshiyasu Matsumoto “Molecular orientations in water ice film and at its surface”

09:30

Mischa Bonn “Surface Melting and Hydrogen Bonding at the Surface of Water Ice”

10:00

Takashi Yamada “Unoccupied electronic states at the perylene/graphite interface investigated by 2PPE”

10:20

Tea breakWater at surfaces (Chair: Yoshiyasu Matsumoto)
10:40

Miquel Salmeron “Water at interfaces - from molecules to ice and to liquid”

11:10

Zdenek Dohnalek “Adsorption and Dissociation Dynamics of Water on TiO2 Surfaces: Combined
Molecular Beam Scattering and Scanning Tunneling Microscopy Studies”

11:40

Soon Jung Jung “Engineering the TiO2 Anatase (101) surface”

12:00

Lunch

Ultrafast phenomena (Chair: Toshiaki Munakata)
13:30

Hrvoje Petek “Ultrafast electron dynamics at molecule-metal nanoparticle-semi(conductor/metal)
heterstructures”

14:00

Hirohito Ogasawara “Elucidation of surface reaction pathway using X-ray free electron laser”

14:30

Martin Wolf “Ultrafast Excited State Dynamics and Photoinducted Phase Transitions at Interfaces”

15:00

Tea breakLow-dimensional materials at surfaces (Chair: Noriaki Takagi)
15:30

José Ignacio Pascual “Elementary phenomena in hybrid graphene nanoribbons on surfaces”

16:00

Grant Simpson “Dipole-mediated single-molecule manipulation”

16:20

Michiko Kusunoki “Exploitation of High Quality Graphene and Novel Atomic Layers”

16:50

Shinya Yoshimoto “Gas exposure effects on monolayer pentacene field-effect transistor studied by liquid
metal GaIn probes”

17:10
37

Iwao Matsuda “Novel Properties of Dirac Fermions in Borophene”

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

18:00

Poster session (Chair: Satoshi Watanabe)

Wednesday, 22 November 2017
Catalysis (Chair: Katsuyuki Fukutani)
09:00

Kazunari Domen “Water splitting on particulate photocatalysts”

09:30

Takato Mitsudome “Cooperative Catalysis between Metal and Oxide for Environmentally Friendly
Molecular Transformations”

10:00

Sylvain Clair “Symmetry-driven catalytic activity of silver surfaces”

10:20

Tea breakCatalysis (Chair: Zdenek Dohnalek)
10:40

Michael Trenary “Spectroscopic Characterization of Reaction Pathways over a Pd-Cu(111) Single-Atom
Alloy”

11:10

Atsushi Urakawa “Hunting Surface Intermediates and Active Sites in Carbon Dioxide Conversion
Catalysis”

11:40

Peter McBreen “Structure and Dynamics of Single Chirality-Transfer Complexes on Pt(111)”

12:00

Lunch

Functional molecules at surface and interface (Chair: Tadahiro Komeda)
13:30

Rasmita Raval “Supramolecular and Covalent Assembly of Molecules at Surfaces: Chirality, Complexity
and Diversity”

14:00

Jun Terao “Synthesis of Functionalized Molecular Wires”

14:30

Ryo Yamada “Current Rectification of Single-Molecule Carbazole-Oligomer Junctions: the Role of
Asymmetrical Deformations of Molecular Orbitals”

15:00

Tea breakSingle molecule spectroscopy and transport (Chair: Yousoo Kim)
15:30
16:00

Maki Kawai “Variety of Molecular Functions Induced by the Interaction with Substrates”
Jascha Repp “Tracking the ultrafast motion of a single molecule by femtosecond terahertz scanningtunneling microscopy”

16:30

Hiroshi Okuyama “Controlled switching of single-molecule junctions by mechanical motion of a phenyl
ring”

17:00

Masaru Tsukada “Theoretical Aspects of SPM and Transport in Molecules”

17:30

Student prize award ceremony (Junji Nakamura)

19:00

Banquet(at Toutenko （東天紅）)

Thursday, 23 November 2017
Low-dimensional exotic materials (Chair: Iwao Matsuda)
09:00

Young Kuk “Electronic and Phononic Structure Measurements on Superconducting Surfaces using
Scanning Tunneling Microscopy”

09:30

Mikito Koshino “Physics of Moiré Interfaces in 2D Materials”

10:00

Yasuo Yoshida “Direct visualization of surface-induced orbital order”

10:20

Tea breakLow-dimensional materials at surfaces (Chair: Yoshitada Morikawa)
10:40

Nicolas Lorente “Magnetic impurities on superconducting surfaces: Shiba and Majorana states studied
with the STM”

11:10

Emi Minamitani “Atomic-Scale Investigation of the Interfacial Phonon at Graphene/SiC”■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

38

11:40Tetsuroh Shirasawa “Tracking of Solid-Liquid Interfaces by a High-Speed Surface X-ray Diffraction”

12:10

Lunch

Bio-molecules and 2D materials (Chair: Tadahiro Komeda)
13:30

Ayumi Hirano-Iwata “Reconstitution of Ion Channel Functions in Artificially Formed Cell Membranes”

14:00

Takashi Kumagai “Near-Field Induced Chemistry Studied by Scanning Tunneling Microscopy”

14:30

Renato Zenobi “Tip-enhanced Raman Spectroscopy for Nanoscale Molecular Analysis and Imaging of
2-Dimensional Materials”

15:00

Ulrike Diebold “Using SPM to following single-molecule reactions on oxide surfaces”

15:30

Noriaki Takagi, Closing Remarks

Poster (student)
PS1

Kanako Imamura “Properties of ammonia synthesis devises from water and nitrogen using electricity”

PS2

Toshiaki Kamoshida “Chemical Characterization of Group 3-5 Transition Metal Atom-Encapsulating Si16
Cage Superatoms on an Organic Surface”

PS3

Shuya Aoyama, Jun Kaiwa “Fluctuation of charge densities during the oxygen reduction reaction processof FeN4 center embedded on the carbon system”

PS4

Ryota Osuga “Far-IR study of low frequency modes on various zeolites”

PS5

Takafumi Higuchi “Local electronic states at picene-metal interface studied by electron spectroscopy andfirst-principles calculation”

PS6

Naoki Nagatsuka “Hydrogen adsorption on and diffusion into anatase TiO2 (101) surfaces”

PS7

Fumiaki Kato “Two competing nuclear quantum effects in hydrogen-bond breaking”

PS8

Etty Nurlia Kusumawati “Immobilized Metal Nanoparticles Containing Ionic Liquids on SBA-15 for pnitrophenol Reduction”

PS9

Daiki Nishiori “Photochemical Hydrogen Evolution with Cyanobacterial Photosystem I - Platinum
Nanoparticle Hybrid Systems”

PS10 Yasutaka Tsuda “Surface oxide formation of copper alloys with energetic oxygen molecules”
PS11

Hirokatsu Kurosu “Elucidating the role of phosphate and borate ions adsorbing onto cobalt oxygen
evolving catalysts by in-situ observations”

PS12 Tomoki Hiue “Enhancement of oxygen evolution activity for the cobalt oxide catalyst by coordination ofglycine and its elucidation of the function”
PS13 Raphaëll Salles “Photosystem I immobilization on PtNP nanosheet”
PS14 Shun Fukami “Correlation Between High Gas Sensitivity and Dopant Structure in W-doped ZnO”
PS15 Hiroki Yamamoto “Iridium clusters protected by phenylacetylene: size-controlled synthesis and structuralcharacterization”
PS16 Shingo Hasegawa “Emergence of Hydrogenation Catalysis in PVP-Stabilized Gold Clusters by Doping aSingle Palladium Atom”
PS17 Tsubasa Omoda “Ligand-induced transformation of gold core of [Au25(SR)18]-”
PS18 Yuriko Tsumura “STM/STS study of stacked donor-acceptor molecules formed on Cu(111)”
PS19 Septia Eka Marsha Putra “Formic Acid Decomposition on the Cu(111) Surface: Single Molecule andPolymeric Structure”
PS20 Hiroki Miyazaki “The measurement of electronegativity of individual atoms using chemically defined
AFM tips”
PS21 Kohei Terasaki “STM imaging of various structures of DNA on Au(111) surface”
PS22 Nazriq Nana “Dipole-induced interactive manipulation of single molecules”
39

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

PS23 Kensuke Kimura “Phosphorescence detection from a single molecule with an STM”
PS24 Hiroyuki Koshida “Formation of (NO)3 and (NO)4-water on Cu(111)”
PS25 Youngjoon An “Interfacial electronic structures between pi-conjugated molecules on Au(111)”
PS26 Chun Ouyang “Electron Tunnelling through Rigid Molecular Wire Anchored between Nanogap Electrodes
and on Metal Surface”
PS27 Minhui Lee “Computational study on the formation of a highly-ordered hydroxylated graphene epitaxiallygrown on Cu(111)”
PS28 Luo Uei Liang “Scanning tunneling microscope study of Phenacene Derivatives on Au(111)”
PS29 Peiying Li “Exploration of fluorescent-tagged peptides diffusing on boron nitride by single molecularimaging”
PS30 Natsuhiko Shimizu “High yield safe synthesis of black phosphorus”
PS31 Takakazu Seki “Electrochemical modulation of peptides organization on two-dimensional materials “PS32 Fumihiro Imoto “First-principles study of the atomic and electronic structure of the 4H-SiC(1102)-(2x1)
surface”
PS33 Kohei Sakuma “Structural stability of self-assembled peptides as a molecular scaffold on 2D nanomaterials for Biosensors”
PS34 Maria Herminia Balgos “Spatio-temporal characterization of the electrical and optical properties of LTGaAs structures for THz applications”
PS35 Yuhei Kikuchi “The dielectric function of atomically thin MoS2, MoSe2, WS2, and WSe2 observed bylinear and non-linear optical measurements”
PS36 Shigemi Terakawa “Electronic structure and phase transition of In/Si(111) 7 × 3 -hex surface”
PS37 Yu-Hsiang Yen “Scanning tunneling microscope study of a mixed phase 2D self-assembly organic system:PTCDA on Au(111)”
POSTER (contributed)
P1

Siew San Tan “Improvement of the Variation of Absorption Intensities with pH of Ruthenium(II) Polypyridine
Complex with Elongation of the Conjugated Ligands: An Experimental and Theoretical Investigations”

P2

Shuhei Ogo “Reaction mechanisms of oxidative coupling of methane over Ce2(WO4)3 catalysts at low
temperatures in an electric field”

P3

Akira Yamakata “Principal Difference in the Behaviors of Photogenerated e- and h+ in Anatase and Rutile
TiO2 Powders”

P4

Taketoshi Minato “Interface Structure between Graphite and Organic Electrolyte Investigated by Frequency
Modulation Atomic Force Microscopy”

P5

Takanori Koitaya “Activation of carbon dioxide on Zn-deposited Cu surfaces studied by ambient-pressure
X-ray photoelectron spectroscopy”

P6

Shen Ye “Structure and Stability of the Lipid Monolayer on the Water Surface”

P7

Susumu Shiraki “Very-Low Solid-Electrolyte/Electrode Interface Resistance in Li(Ni0.5Mn1.5)O4-BasedThin-Film Battery”

P8

Canceled

P9

Kenichi Ozawa “Carrier lifetime as a primary factor for crystal-face dependence of photocatalytic activity on
rutile and anatase TiO2”

P10

Fahdzi Muttaqien “Dynamics of Desorbed CO2 as a Product of Formate Decomposition”

P11

Ingo Salzmann “Local processes in the molecular doping of poly(3-hexylthiophene)”

P12

Qiuyi Yuan “Reaction mechanism of Galvanic Displacement Reaction of Pt on Au(111)”■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

40

P13

Akira Nakayama “Catalytic Reactions at the Water/CeO2 Interface: Hydration of 2-Cyanopyridine”

P14

Francesca Celine Catalan “Facet-dependent anodic corrosion in boron-doped diamond electrode surface”

P15

Jiamei Quan “Bending-mode induced CO2 hydrogenation on Cu catalysts via Eley-Rideal type mechanism”

P16

Hiroyuki S. Kato “Predesigned Formation of Strongly Hydrogen-Bonding Heterogeneous Bilayer on Au(111)”

P17

Kosuke Yamazoe “Hydrogen-bonding network of water in a charged polymer brush”

P18

Nobuyuki Fukui “Geometry control of size selected Pt cluster supported on substrate by cluster impact
deposition”

P19

Takehiko Sasaki “Functionalized Graphene Oxide for Catalytic Reactions”

P20

Lay Thithi “Surface and Interfacial Reaction of Al2O3/SiO2/Si films by SR-XPS”

P21

Yoshihisa Harada “Single atom, 2D, 3D distributed Pt atoms on graphene sheets studied by in situ X-Ray
absorption fine structures and theoretical simulation”

P22
P23

Yoshihisa Harada “Probing the OH Stretch in Different Local Environments In Liquid Water”
Hisato Yasumatsu “Low-temperature catalytic activity driven by uni-sized Pt clusters bound to Si surface in
CO oxidation and NO reduction”

P24

Hironobu Hayashi “On-surface Formation of Au-Directed Heptacene Organometallic Complexes on a Au(111)
Template”

P25

Susumu Yamamoto “Adsorption and reaction of CO2 on graphene studied by ambient pressure XPS”

P26

Kenta Motobayashi “Interfacial Structures of Ionic Liquids Affecting Electrochemical Reactions: A SurfaceEnhanced Infrared Study”

P27

Koichiro Yamakawa “Significantly enhanced infrared absorption by CO2 adsorbed on clean and defectedsurfaces of anatase TiO2(101)”

P28

Jongsik Kim “MIL-47 (V)-Derived, V Leaching-Resistant V Carbide on Carbon Catalyst for Oxidative
Desulfurization of Aromatic Sulfur”

P29

Kazuo Watanabe “Photoreactions of O2 on undulated Pd(111) surfaces”

P30

Tatsuhiko Ohto “Trimethylamine-N-oxide: its hydration structure and surface activity, viewed by vibrational
spectroscopy and molecular dynamics simulations”

P31

Nan Jiang “An Insight into Single-Molecule Chemistry via Scanning Tunneling Microscopy Imaging andAdvanced Raman Spectroscopy Techniques”

P32

Aran Garcia-Lekue “Electron Transport Along a Freestanding Conjugated Molecule”

P33

Yoshiaki Sugimoto “The nature of the chemical bond verified by noncontact AFM “

P34

Akitoshi Shiotari “Ultrahigh-resolution imaging of water networks on Cu(110) by atomic force microscopy”

P35

Masayuki Hamada “The measurement of the surface conductivity on the Si(111)-7x7 surface by scanningtunneling potentiometry”

P36

Yasuyuki Yokota “Development of Tip-Enhanced Raman Spectroscopy for Electrochemical Interfaces”

P37

Tomoko Shimizu “Simultaneous STM/AFM measurement of meso-dibenzoporphycene”

P38

Emiko Kazuma “Visible-light-induced molecular photodissociation on metal surfaces”

P39

Toshiki Sugimoto “Inelastic Electron Tunneling Mediated by Molecular Quantum Rotator”

P40

Kuniyuki Miwa “Interference effects on scanning tunneling microscope-induced light emission from coupledsystem of molecular exciton and interface plasmons”

P41

Hyung-Joon Shin “Real-space imaging of multiple electron scatterings in a single graphene”

P42

Shunji Yamamoto “Direct Visualization of Surface Phase of Oxygen Molecules Physisorbed on the Ag(111)
Surface: A Two-dimensional Quantum Spin System”

41

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

P43

Eiichi Inami “Room temperature stable film formation of π-conjugated organic molecules on 3d-magnetic
substrate”

P44

Songpol Chaunchaiyakul “Nanoscale Dehydrogenation on a Self-Assembled Monolayer Observed by TipEnhanced Raman Spectroscopy”

P45

Holly Walen “Sulfur atom adsorption on Cu surfaces: Characterization and Stability”

P46

Norio Okabayashi “Vibrational state of a single molecule influenced by the force from a tip”

P47

Kozo Mukai “Electronic states of Pt single atom and cluster supported on graphene studied by synchrotron
radiation XPS”

P48

Puneet Mishra “Spatially Resolved Magnetic Anisotropy of Cobalt Nanostructures on Au(111) Surface”

P49

Rafael Jaculbia “Towards single molecule nanospectroscopy in LT-UHV environment using STM-TERS”

P50

Shiro Yamazaki “AFM/STM-induced atom-scale catalytic switching of molecule-like Si “

P51

Hiroshi Imada “Single-molecule investigation of plasmon-exciton coupling”

P52

Ryuichi Arafune “Spectroscopic demonstration of surface opto-spincurrent on Ir(111) covered by graphene”

P53

Shin-ichiro Tanaka “Direct observation of the electron-phonon coupling between empty states in graphite via
high-resolution electron energy loss spectroscopy”

P54

Zheng Liu “In-Situ Observation of H-BN/Graphene Heterostructure Synthesized in a STEM”

P55

Chun-Liang Lin “Quasiparticle Scattering in Type-II Weyl semimetal MoTe2”

P56

Masahiro Shibuta “Observation of Two-Dimensionally Delocalized Exciton Confined in an Aromatic Molecular
Monolayer Formed on Organic Insulating Layer”

P57

Hung-Hsiang Yang “Protecting Topological Surface State by Organic Monolayer”

P58

Shozo Suto “Preparation of the anisotropic low dimensional structure of hydrogen terminated Si(110)-(1x1)surface: Structures, electronic band structures, surface phonons and applications”

P59

Md. Zakir Hossain “Solution processed organic functionalization of graphene”

P60

Takahiro Kondo “Hydrogen boride sheets derived from MgB2 by cation exchange”

P61

Matthias Koch “Single shot spin readout with a 3D crystalline transistor”

P62

Zeyuan Ni “Germanene and stanene on 2D substrates: Dirac-cone and Z2 invariant”

P63

Chi-Cheng Lee “Studies of absolute binding energies of core electrons in epitaxial silicene on ZrB2(0001)”

P64

Fumio Komori “Graphene nanoribbons on periodic nanofacets of SiC”

P65

Shohei Ogura “Development of a spin-polarized atomic hydrogen beam”

P66

Jun Yoshinobu “Oxidation and nitridation of silicene on ZrB2/Si(111) with NO”

P67 Hiroko Yamada “On-Surface Reactivity Investigation of Partially Fluorinated Anthracene Trimers on Au(111)”
なお、本国際会議の要旨集は以下の URL からダウンロードすることができる。
http://yoshinobu.issp.u-tokyo.ac.jp/ IIRC5_Program_booklet-Final.pdf■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

42第 62 回物性若手夏の学校開催報告

京都大学大学院人間・環境学研究科 瑞慶覧長空
１ 概要
2017 年 7 月 25 日から 29 日にかけて、ぎふ長良川温泉ホテルパークにて第 62 回物性若手夏の学校が開催され、盛況のうちに終了した。参加人数は講師 18 名、スタッフ 22 名、一般参加者 162 名の合計 202 名であった。
物性物理学は、広大な分野を対象とし、さらに刻一刻と発展を続けている。そのため若手研究者にとっては全体像をとらえることが困難である。それに加えて、研究を行う上で研究者は分野の最先端を把握する必要がある。物性若手夏の学校は、若手研究者の物性物理学の全体像の把握、最先端の把握を助けることを目的に開催されている。
物性若手夏の学校は日本の物性の分野における最大のサマースクールで、研究室外で若手研究者同士が学び合い、発表の経験を積み、議論し、親睦を深める数少ない交流の場である。それらを通じて参加者は物性という分野での知見を広げ、研究者間のネットワークを強めることができる。
第 62 回物性若手夏の学校では、物性の分野でご活躍されている講師の方々をお呼びし、基礎から最先端までをカバーする丁寧な講義をして頂いた。また、参加者に対して自身が現在行っている研究について発表する場を、口頭発表とポス
ター発表を含む多種多様な形で用意した。さらに、夕食後は座談会・懇談会という形で交流の機会を設けた。

２ 夏の学校の内容
本研究会において表 1 のように招聘講師による講義、集中ゼミに加えて、学生発表として、グループセミナー、ポス
ターセッション、口頭発表(分科会)、フリーセッション、講師・学生ともに参加する交流の機会として座談会、懇談会が開催された。
講義、集中ゼミにおいては、表 2 に示す講師、演題で講演が行われた。講演の様子は写真 1 に掲載する。講演では参加者からの質問も活発になされ、活気あふれた時間となった。また、量子コンピュータの実演を行ったり、他の講師が講演に参加し講師間で議論がなされるなど、講演にとどまらない内容となった。講義においては、同一のテーマについて 3 日間に渡り、1 日 3 時間、合計 9 時間をかけて講演していただいた。初学者を念頭に置き、初歩的な説明から始め専門的な内容まで解説していただくため、自分の専門とは異なる講義を受講する参加者も多数見られた。物性物理学の広大な分野を見渡す手助けとなったはずである。さらに集中ゼミでは各講師に 3 時間で講演していただいた。1 日 3 時間の講演を 2日分用意した。こちらは講義より時間が短い分、最先端の内容を扱う講演や、議論の時間を盛り込む講演など、非常に濃く、バラエティに富んだ内容となった。
表 1 夏の学校プログラム概要
7 月 25 日(火)7 月 26 日(水)
講義

午後 1

チェックイン

集中ゼミ

午後 2

開校式

ポスターセッション

ポスターセッション

フリーセッション夜

グループセミナー

総会・懇談会・座談会

懇談会

閉校式・懇談会

午前

43

物性研だより第 57 巻第 4 号

7 月 27 日(木)7 月 28 日(金)7 月 29 日(土)講義

講義

チェックアウト

分科会

集中ゼミ

■

■

■ ■ ■ ■■

表 2 講義・集中ゼミ招聘講師・演題一覧
企画

講師(50音順、敬称略) 演題

講義

小嶋 泉

マクロ化創発のパラドックス（3 時間×3 日間） 小野瀬 佳文

磁性体におけるトポロジー・対称性の破れによる異常電気磁気応答

川上 則雄

強相関とトポロジー

田仲 由喜夫

アンドレーエフ束縛状態の物理藤井 啓祐

量子コンピュータの基礎と物理との接点

藤森 淳

光電子分光で見る強相関物質と超伝導体

集中ゼミ 1

宇田川 将文スピンアイスとスピン液体～氷に隠れた無秩序と秩序～（3 時間×1 日）

内田 健一

スピン流・熱流相互変換とスピントロニクスの展望

桑原 知剛

ハミルトニアンの Locality を用いた非平衡量子系ダイナミクスに関する数学的な解析

中尾 裕則

共鳴 X 線散乱を用いた構造物性研究

前多 裕介

界面駆動の流動と輸送：生命を捉える非平衡力学

宮丸 文章

電磁メタマテリアルの基礎とテラヘルツ領域での応用紹介

集中ゼミ 2

伊藤 創祐

ネットワーク上の情報熱力学と生体シグナル伝達への応用（3 時間×1 日）

幸坂 祐生

走査トンネル分光イメージングによる物質科学佐藤 純

ベーテ仮説入門

藤 貴夫

超短光パルスの測定法―基礎から最先端の研究まで―

森 初果「モノとヒト多様性」～強相関系有機導体 化学と物理から～

森吉 千佳子放射光回折でみる結晶構造のダイナミクス

写真 1 左：講義(川上則雄先生)右：集中ゼミ(森初果先生)
参加者の研究発表の場としては、グループセミナー、ポスターセッション、分科会、フリーセッションが行われた。初日に行われたグループセミナーでは、昨年同様、7 人前後で構成される少人数のセミナーという形で若手研究者による異分野間の研究発表、および、相互の意見交換が行われた。発表のグループは学年、専攻分野が重ならないよう構成した。開催形式そのものに対しては、概ね現状のままで良いと、参加者から好評を得た一方において、終了時刻が夜遅くになってしまったことにはやや反対の意見が多かった。今後の課題としては、他の日程との調整による時間帯の変更が必要であると考えられる。日本
物理学会と同様の形式で、2 日に渡って行われたポスターセッションでは、全参加者のおよそ半分がポスター発表を行った。
写真 2 左に示してある。話し手と聞き手の距離が近く、時間の制約もないため会場のいたるところで白熱した議論がなされた。セッション時間外でも活発な発表や議論が行われた。ただし参加者が多いため、議論したいポスターが常に埋まっている、
議論の時間が足りないなど、不満の声もあった。その対策として今回はフリーセッションを設けたが、まだ改善の余地が見られる。分科会では 6 つの分野(量子情報・光物性、磁性、超伝導、強相関電子系、生物物理・ソフトマター、統計力学)に分かれ、分野ごとに 7～9 名が日本物理学会と同様の形式で口頭発表を行った。その様子は写真 2 右に示してある。専門分野が近い学生だけでなく、専門外の学生からも多くの質問がなされ、さらに企画終了後も継続して議論がなされるなど活発な意見交■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

44

換がなされた。非常に多様な学生が参加するため、分野分けは一つの課題となっており、今回のアンケートでも不満の声も見られた。その点は今後改善していきたい。また今回は座長をスタッフが務めたが、次回以降、参加者から希望者を募り座長を任せても良いのではないかという意見も出た。口頭発表の座長の経験も得難いものであり、そこから学ぶことも多いため、今後取り入れることを検討する。今年度新企画として開催されたフリーセッションでは、多くの参加者が一堂に会し、様々な発表・議論を行った。その様子は写真 3 左に示してある。例年議論し足りないという意見があるため、その不足分を補う目的で参加者が自由に議論を行える場として企画した。企画ではポスターを用いた議論、口頭発表のより深い議論などに加え、フリーセッションに向けた個人企画を用意してきた参加者も見受けられ、会場は活気に包まれていた。アンケートでも、各発表の議論に加え講義やゼミでの疑問点の解消に活用されていたことが見受けられ、目的はかなったといえる。来年度も継続を望む声も多く、望外の成功をおさめた。今後の課題として、参加者間でフリーセッションでの議論の予定調整をする工夫が求められた。次回に反映させよりよい企画として進化していくことを願う。ポスターセッション、分科会ではそれぞれ参加者の投票による賞を設けた。ポスターセッションでは最優秀ポスター賞を松本拓巳氏、優秀ポスター賞を川畑幸平氏、石川慧氏ス
ピーカー賞を水田郁氏、デザイン賞を金子和哉氏が受賞した。分科会では井口照悟氏、下野聖矢氏、副島智大氏、古川頼誉氏、
嶋屋拓朗氏、山家一樹氏が最優秀発表者賞を受賞した。
参加者の交流の機会としては座談会・懇談会が行われた。座談会においては、参加者から募った質問が講師に投げかけられ、普段はききづらい話題について交流が行われた。その様子を写真 3 右に示してある。日常的な悩みから、研究における悩みに至るまで、参加者にとっての目標でもある講師の意見を伺うことができた。会場からも追加で質問がなされるなど大いに盛り上がった。懇談会では一方、講師と学生の対話や、学生間の議論も行われた。懇談会の時間に研究内容に関する議論を継続している姿も見られ、交流の場にとどまらない時間となった。

３ 参加者の声と今後の課題
本夏の学校は物性物理学という広い分野を対象にしているため、様々な専攻・所属・学年の研究者が一堂に会するという点、講義・集中ゼミ合わせて 18 種類の多様な講演に大きな特徴を持つ。実際参加者のアンケートでは、普段接点のない研究者と交流が持てたことや、議論・講義を通じて新たな知見を得られたことなどに高い評価を頂戴した。中には、本夏の学校を通じて研究テーマを見つけた、という参加者も存在するなど、高い影響力を持つ企画であることがうかがえた。

写真 2 左：ポスターセッションの様子。参加者は活発に議論を行っていた。右：分科会の様子。座長はスタッフが務めている。

写真 3 左：フリーセッションの様子。ポスターボードに加え、机、ホワイトボードを用意した。活発な議論が交わされた。右：座談会の様子。講師の先生に学生から寄せられた質問に答えていただいた。

45

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

一方で、アンケートからは、発表の時間や講師・学生間の交流の時間が不足しているという声や、各企画の改善点の指摘も頂戴した。一方いずれの企画も満足度は高く、全ての企画に全ての参加者が満足する十分な時間を用意することは実質不可能である。しかし頂いた改善案は可能な限り反映させ、今年度始めたフリーセッションの時間をより改良するなど、限られた時間の中で多くの参加者の満足度を高める工夫を行っていきたい。物性若手夏の学校は有志による運営であることから、運営上様々な困難を抱えている。しかし有志だからこそ意欲的に取り組み、より良くしていける点もある。伝統を守りながら、参加者の期待を超える革新的な企画であり続けるために、62 回運営、63 回運営共に取り組んでいく所存である。
先述したように本夏の学校は、他の夏の学校と異なり有志により運営が担われている。意欲のある運営が集まることで、例年新たな試みに取り組むことができるなどの利点はある。ただしただでさえ多忙な大学院生、特に修士 1 年生が運営を担うことは心理的にも負担が大きく、例年時期運営スタッフの募集は課題となっている。今年度はその点についても改善を試みた。例えば仕事の効率化を行い、会議を極力オンラインで開催するようにした。また運営スタッフは確かに多忙だが、長年の運営により多くの仕事のマニュアル化は進んでいる。さらに情報機器の進歩に伴い、仕事内容の効率化も進んでいる。スタッフの負担は想像よりは多くなく、一方スタッフを経験することから得られることは大きい。そのような点を伝えるため、スタッフの業務に関する説明会を複数回開催した。これらの取り組みが功を奏したか、夏の学校最終日を待たず次期スタッフの定員が揃った。
ただし夏の学校期間中は企画だけでも非常に過密なスケジュールであり、それに加えて次期スタッフを募集するのは困難が伴う。理想的には開催前にある程度次期スタッフが揃っていることが望ましい。今回行った説明会は事前の周知が不足しており、十分な参加者を得られないことが多かった。次回以降は説明会の周知や、その方法について工夫が必要だと考えられる。

４ 決算報告第 62 回の決算を表 3 に示す。予算については例年効率化を続けており、本年度は開催実績のあるホテルを使用することで下見回数を削減、テキストの pdf 化などにより支出を削減し、また岐阜県、岐阜市の補助金を申請した。その結果、参加者への旅費の援助を行うことができ、遠方の学生や、研究室から参加費が出ない学生の参加を促すことができた。
貴研究所からのご援助はテキスト印刷代・郵送代、会議室使用料に対して使用させていただいた。どちらも本物性若手
夏の学校の企画に欠かせない支出で、貴研究所の夏の学校へのご支援を心より感謝する。また、ポスターボードを貸して頂いたことにも、重ねてお礼申し上げる。今後とも物性若手夏の学校へのご支援を賜るよう、心よりお願い申し上げる。
５ おわりに最後になったが、参加者の皆様、今回運営を担ったスタッフと次期運営を引き受けて頂いた皆様、講演を引き受けていただいた講師の皆様に心より感謝申し上げる。また本会開催において日本物理学会・応用物理学会・日本化学会からの後
援、京都大学基礎物理学研究所・東京大学物性研究所・東北大学金属材料研究所・材料科学技術振興財団・岐阜県清流の国推進部清流の国づくり政策課・岐阜観光コンベンション協会からの援助、企業・個人からの協賛を頂いた。準備局員一同、心から感謝申し上げる。本夏の学校が長年継続でき、今年度も盛況の内開催できたのは、貴研究所のご支援に依るところが大きい。ここに厚く御礼申し上げる。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

46表 3 第 62 回収支報告

収入（単位：円）
項目

支出（単位：円）
決算額

1 公的機関援助1,654,649

項目

決算額

1 講師招聘費

683,360

1 岐阜県清流の国推進部清流の国づくり政策課

400,000

2 スタッフ援助費

976,450

2 (公財) 岐阜観光コンベンション協会

140,000

3 印刷費

619,622

3 東北大学金属材料研究所

200,000

1 テキスト印刷・郵送費

400,081

4 東京大学物性研究所

379,529

2 ポスター印刷・郵送費

87,1335 京都大学基礎物理学研究所

435,120

3 当日配布物印刷・郵送費

132,408

6 (一財) 材料科学技術振興財団

100,000

4 企画運営費

450,964

2 企業等協賛金

872,000

1 会議室使用料

345,600

3 参加費

644,000

2 備品レンタル料・送料

88,433

3 企画景品16,931

5 参加者援助費

296,275

6 準備局経費

353,273

1 下見費用

29,952

2 備品購入費

74,1423 前泊代金92,5194 後泊代金42,0805 サーバーレンタル

73,440

6 協賛関連事務費

3,220

7 振込手数料

13,442

8 会場事務にかかる費用

10,0009 その他携帯料金、送料など

14,4784 前年度繰越金

1,192,917

7 次年度繰越金
4,363,566

合計

47

物性研だより第 57 巻第 4 号

983,622
4,363,566

合計

■

■

■ ■ ■ ■■

物性研究所セミナー

標題：国際強磁場科学セミナー：2017 年度第 4 回：High-field magnetism in the heavy-fermion materials
CeRh2Si2 and URu2Si2
日時：2017 年 10 月 2 日(月) 午後２時〜
場所：物性研究所本館 6 階 第 2 セミナー室 (A612)
講師：Dr. William Knafo
所属：Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses (LNCMI), Centre National de la Recherche
Scientifique (CNRS), フ ラ ン ス
要旨：
Extreme conditions of intense magnetic field and high pressure are powerful tools to tune the microscopic
interactions and explore the magnetic phase diagrams of strongly-correlated electrons systems, as heavy-fermion
magnets.
An introduction to the LNCMI-Toulouse pulsed field facility will be given, with a focus on recent technical advances,
as the generation of non-destructive pulsed fields up to 99 T, the combination of pulsed fields up to 60 T and highpressures up to 4 GPa, and the possibility to perform neutron diffraction under long-duration pulsed fields up to 40 T.
Then I will show recent experimental studies performed using these new setups.
In a first part [1-3], I will present an investigation of the three-dimensional pressure - magnetic field - temperaturephase diagram of the heavy-fermion antiferromagnet CeRh2Si2 thanks to our new pressure cells. This phase diagramshows a temperature- and pressure-dependent decoupling of the critical and pseudo-metamagnetic fields, at theborderlines of antiferromagnetism and strongly-correlated paramagnetism. It is representative of a class of heavyfermion Ising antiferromagnets, where long-range magnetic ordering is decoupled from a maximum in the magnetic
susceptibility. Recent neutron diffraction results obtained in phase AF3 between 25.5 and 26 T (at ambient pressure)
will also be shown.
In a second part [4-5], I will present a neutron diffraction study - with our new 40-T magnet - of URu2Si2. Thisparamagnetic system is well-known for its mysterious “hidden-order” phase, which develops below T0 = 17.5 K,
and can be destabilized under pressure or high magnetic field. We have shown that a spin-density wave is stabilized
under a high magnetic field from 35 to 39 T applied along c. The interplay between the hidden order, the magnetic andFermi surface properties of URu2Si2 will be discussed.
These works have been done in collaboration with Dai Aoki, Fabienne Duc, Frédéric Bourdarot, Rikio Settai, Daniel
Braithwaite, Keitaro Kuwahara, Hiroyuki Nojiri, Naveen Kumar, Shuhei Kurahashi, Julien Billette, Paul Frings,
Xavier Tonon, Eddy Lelièvre-Berna, Louis-Pierre Regnaut and Jacques Flouquet.
References:
1. “Development of Bridgman-Type Pressure Cell for Pulsed High Magnetic Field”, R. Settai, W. Knafo, D. Braithwaite,
S. Kurahashi, D. Aoki, and J. Flouquet, Review of High Pressure Science and Technology / Koatsuryoku No Kagaku
To Gijutsu 25, 325 (2015).
2. “Pressure cell for transport measurements under high pressure and low temperature in pulsed magnetic fields”, D.
Braithwaite, W. Knafo, R. Settai, D. Aoki, S. Kurahashi, and J. Flouquet, Rev. Sci. Instrum. 87, 023907 (2016).
3. “Three-dimensional critical phase diagram of the Ising antiferromagnet CeRh2Si2 under extreme conditions ofpressure and magnetic field”, W. Knafo, R. Settai, D. Braithwaite, S. Kurahashi, D. Aoki, and J. Flouquet, Phys. Rev.
B 95, 014411 (2017).

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

48

4. “Field-induced spin-density wave beyond hidden order in URu2Si2”, W. Knafo, F. Duc, F. Bourdarot, K. Kuwahara,
H. Nojiri, D. Aoki, J. Billette, P. Frings, X. Tonon, E. Lelièvre-Berna, J. Flouquet, and L.-P. Regnault, Nature
Commun. 7, 13075 (2016).

標題：量子物質セミナー：Quantum spin liquid in honeycomb iridates H 3 LiIr 2 O 6 : low temperature specificheat studies
日時：2017 年 10 月 2 日(月) 午後１時 30 分～午後２時 30 分
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：Yosuke Matsumoto
所属：Max Planck Institute for Solid State Research, Department of Quantum Materials (Takagi group)
要旨：
Recently, layered spin-orbit Mott insulators with two-dimensional (2D) honeycomb lattice attract a lot of attention
because of possible quantum spin liquid (QSL) states. In particular, Kitaev model, which is a bond dependent Isingmodel on a honeycomb lattice provides an unique example of an exactly soluble 2D model with topological QSL groundstate and fractionalized excitations [1]. Surprisingly, this rather artificial setting, i.e., the bond dependent Isinginteractions, has been suggested to be realized in honeycomb iridates composed of edge-sharing IrO6 octahedra [2].
Here, the unique Jeff = 1/2 state arising from the strong spin-orbit interaction of Ir4+ ion is the key ingredient.
While all the candidates suggested so far, such as a-A2IrO3 (A = Li, Na) and b-Li2IrO3, magnetically order at finite
temperatures [3-5], a recently developed new compound H3LiIr2O6turned out to be a promising candidate of QSL on ahoneycomb lattice [6]. Magnetic susceptibility and 7Li-, 1H-NMR measurements do not indicate any anomaly down to
0.5 K in spite of the large Weiss temperature qW ~ -90 K. NMR spectra are quite sharp with a width of about 0.001
mB and exhibit no broadening on cooling demonstrating the cleanest spin liquid ever observed. Both Knight shift and1/(T1T) suggest the existence of gapless excitations. Especially, almost constant 1/(T1T) in weak magnetic fields below
20 K resembles Korringa law inherent to Fermi liquid.
Here I further present the results of the low temperature specific heat (C) measurements. No ordering have beenfound down to the lowest temperature of 30 mK. Interestingly, C/T at zero-magnetic field exhibits a weakly diverging
behavior with 1/T0.5 temperature dependence. On the other hand, this weakly diverging behavior is suppressed undermagnetic field and instead there appears a power law behavior with C ~ T2, which is consistent with 2D Dirac fermions.
Furthermore, we found a T/B scaling with a form C/B0.5 ~ f(T/B) for all the data obtained in the temperature and field
range below 1 K and 8 T. Interestingly, field induced suppression found in 1/T1 is fully consistent with the T/B scaling,
if we assume that both C and 1/T1 reflect the density of states arising from the same fermionic excitations. In thispresentation, I will further discuss the implication of these observations and possible scenarios for the QSL behaviors.
This work has been done in collaboration with Tomohiro Takayama, Kentaro Kitagawa, Riku Takano, Robert
Dinnebier, George Jackeli and Hidenori Takagi.
[1] A. Kitaev, Ann. Phys. (N.Y.) 321, 2 (2006).
[2] G. Jackeli and G. Khaliullin, Phys. Rev. Lett. 102, 017205 (2009).
[3] Y. Singh and P. Gegenwart, Phys. Rev. B 82, 064412 (2010).
[4] Y. Singh, S. Manni, J. Reuther, T. Berlijn, T. Thomale, W. Ku, S. Trebst and P. Gegenwart, Phys. Rev. Lett. 108,
127203 (2012).
[5] T. Takayama, A. Kato, R. Dinnebier, J. Nuss, H. Kono, L. S. Veiga, G. Fabbris, D. Haskel and H. Takagi, Phys. Rev.
Lett. 114, 077202 (2015).

49

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

[6] K. Kitagawa, T. Takayama, Y. Matsumoto, A. Kato, R. Takano, Y. Kishimoto, R. Dinnebier, G. Jackeli and H.
Takagi, preprint (2017).
Y.Matsumoto@fkf.mpg.de

標題：物質・物性セミナー：Quasi-two dimensional (q2D) organic Mott insulators as seen by inelastic lightscattering: from spin liquid to dipole liquid
日時：2017 年 10 月 2 日(月) 午前 11 時～午後 0 時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：Prof. Natalia Drichko
所属：Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University
要旨：
Mott insulators are commonly pictured with electrons completely localized on lattice sites. Their low-energy physics
involves spins only. In addition, it was shown theoretically that new charge degrees of freedom can emerge in moleculebased Mott insulators as electrons occupy extended molecular orbitals, and can result in a quantum dipole liquid state.
We probe few BEDT-TTF-based 2D Mott insulators using Raman scattering technique. We identify magnetic excitationin an antiferromagnetic compound -(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Cl and a spin liquid candidate -(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3.
We show that their spectrum of excitations is very different from that of a new triangular lattice Mott insulator (BEDT-TTF)2Hg(SCN)2Br. Our data demonstrate an existence of quantum dipole liquid in this compound. Here, whenin the Mott insulating state electrons localize on dimer (BEDT-TTF)2lattice sites, they form electric dipoles which do
not order at low temperatures. We experimentally detect charge fluctuation with frequency of about 50 cm-1using
Raman spectra of vibrations of BEDT-TTF molecule. In addition, in the low frequency Raman scattering response we
detect a collective mode at about 50 cm-1 due to respective dipole fluctuations. Heat capacity of -(BEDTTTF)2Hg(SCN)2Br demonstrates a linear term at low temperatures, supporting a scenario where the composite spinand electric dipole degrees of freedom remain fluctuating down to the lowest temperatures.

標題：理論セミナー: Anomaly Manifestation of Lieb-Schultz-Mattis Theorem and Topological Phases
日時：2017 年 10 月 6 日(金) 午後４時～午後５時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：Chang-Tse Hsieh
所属：Kavli IPMU / ISSP
要旨：
The Lieb-Schultz- Mattis (LSM) theorem dictates that any one-dimensional electronic lattice system cannot be atrivial symmetric insulator if the filling per unit cell is not integral and if the lattice translation symmetry and particle
number conservation are strictly imposed. In this talk, I will make a comparison between such one-dimensional
metallic (gapless) states enforced by the LSM theorem and the boundary gapless states of one-higher dimensional
symmetry-protected topological (SPT) phases, from the perspective of quantum anomalies. These two kinds of systems
are the rare circumstances where the emergent structures of many-body systems are largely constrained by
microscopic kinematic data such as symmetries and spatial dimensions. While at low-energy they are both describedby the same effective field theory with the same effective symmetry realizations on low-energy modes, wherein nonon- site lattice translation symmetry is encoded as if it is a local symmetry, the anomalies of the symmetry in the lowenergy theory play different roles in these two systems. In particular, as I will show, the usual chiral anomaly isequivalent to the LSM theorem, whereas there is another anomaly which is not related to the LSM theorem but■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

50

intrinsic to the SPT states. As an application, the conventional LSM theorem is extended to multiple-charge multiplespecies problems, and several exotic symmetric insulators are constructed.
Reference:
G. Y. Cho, C.-T. Hsieh, and S. Ryu, arXiv:1705.03892 (2017).
(The first two authors contributed equally to the work.)

標題：極限コヒーレント光科学セミナー：光励起した超伝導体 La1.85Sr0.15Cu2O4 における非平衡ジョセフソンプラズマ共鳴
日時：2017 年 10 月 16 日(月) 午前 10 時〜
場所：物性研究所本館 6 階 第一会議室 (A636)
講師：松永 隆佑
所属：東京大学物性研究所
要旨：
パルスレーザーを用いて物質を超高速に光操作する研究が盛んに行われている中で、近年特に大きなインパクトをもたらした研究の一つが YBa2Cu3O6+δで報告された「光誘起室温超伝導」である。他にもいくつかの銅酸化物で類似の現象が観測され[1]、その解釈について盛んに議論が行われている。この一連の実験が光誘起超伝導と解釈されたのは、ジョセフソンプラズマ共鳴(JPR)と呼ばれる光学応答が、光励起後の過渡反射スペクトルに現れたことに起因する。銅酸化物
超伝導体は一般に、伝導性の高い CuO2 面が絶縁層を挟んで c 軸方向に連なった積層構造を持ち、転移温度以下では CuO2
面内の 2 次元超伝導が天然のジョセフソン接合によって c 軸方向に繋がることでバルク全体として超伝導を示す。この c
軸方向の伝導によるプラズマ端が JPR としてテラヘルツ帯反射率に現れるため、テラヘルツパルスをプローブとした時間分解測定が非平衡超伝導研究において重要な役割を果たしている。
これまでの実験は、擬ギャップの現れるアンダードープ領域や、超伝導とストライプ秩序が拮抗する物質など、基底状態の詳細が未だ明らかにされていない系を非平衡にして現れる JPR を議論しているため、解釈が極めて難しい。このような複雑な系について議論する前に、まず典型的な JPR を示す銅酸化物超伝導体を光励起した時に JPR がどう変化するかを明らかにすることが必要である。我々は最適ドープ La1.85Sr0.15Cu2O4 に光励起を行い、平衡下とは異なる JPR が現れる特異な準安定相が出現することを発見した[2]。銅酸化物超伝導の非平衡下の振る舞いに新たな解釈を与えるこの実験結果について議論したい。
[1] For a review, see e.g., D. Nicoletti and A. Cavalleri, Adv. Opt. Photon. 8, 401 (2016).
[2] K. Tomari, R. Matsunaga, R. Shimano et al., in preparation.

標題：物質・物性セミナー：Self-assembled bilayer molecular metals (CNB-EDT-TTF) 4 X;The role of C-N…
H interactions in a new prototype of 2D Molecular Conductors
日時：2017 年 10 月 18 日(水) 午後３時～午後４時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：Prof. Manuel Almeida
所属：Instituto Superior Técnico, University of Lisbon
要旨：
The electron donor BEDT-TTF and related symmetrical derivatives have been at the origin of a large number of 2D
electronic systems presenting a large diversity of ground states that have been intensively studied during the lastyears.
In this presentation it will be shown how dissymmetrical ET derivatives like cyanobenzene-ethylenedithiotetrathiafulvalene (CNB-EDT-TTF), thanks to a combination of C-N…H hydrogen bond assisted dimeric interactions
51

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

can be at the origin of a new type of 2D systems, (CNB-EDT-TTF)4X, (X= ClO4-, PF6-, I3-, …) which are characterized
by a unique bilayer structure of the donors.
This novel type of salts exhibit 2D metallic properties with special characteristics derived both from the unusual
stoichiometry and the weak interaction between paired layers. These properties are related to a high band filling, large
electronic effective masses and quasi degenerated 2D Fermi surfaces, as predicted by band structure calculations andin agreement with electron transport measurements in single crystals. Depending on the donor packing pattern someof these 2D metals can present superconductivity at temperatures close to 3K.
The formation of the bilayers by self-assembly is however critically dependent on the counter anions and growth
conditions. The rich variety of polymorphism and physical properties that has been recently observed in these (CNBEDT-TTF)4X salts will be also presented in detail.

標題：理論セミナー：Dynamics of confined membranes
日時：2017 年 10 月 20 日(金) 午後４時～午後５時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：Olivier Pierre-Louis
所属：CNRS-ILM, Universite Lyon-1
要旨：
Bilayer lipid membranes are abundant in biological systems. They are found in cell membranes, skin, pupils,
articulations and pulmonary organs. In biological environments, these membranes are often confined by othermembranes or by various substrates. We have investigated the role of confinement on the dynamics of lipid membranes.
We first derive a lubrication model for an inextensible bilayer lipid membrane confined between two parallel and flat
attractive walls. The resulting model shares similarity the Swift-Hohenberg equation, and with standard coarsening
models such as the time-dependent Ginzburg-Landau equation or the Cahn-Hilliard equation. However, our model
exhibits a specific behavior controlled by the fixed total quantity of lipids in the system, which imposes a constant total
membrane area.
We find that membranes with smaller intrinsic areas form frozen finite-size flat adhesion domains, while membranes
with a larger intrinsic area form a frozen labyrinthine wrinkle phase. For intermediate areas, coarsening is found, i.e.
an endless increase of the size of adhesion domains. This coarsening behavior is associated to a coexistence between
flat adhesion domains and wrinkle domains.

標題：ナノサイエンスセミナー：Spin-polarized scanning tunneling microscopy with quantitative insights
into magnetic probes
日時：2017 年 10 月 30 日(月) 午後１時 30 分～
場所：物性研究所本館 6 階 第 2 会議室（A635）
講師：Dr. Soo-hyon Phark
所属：enter for Quantum Nanoscience, Institute for Basic Science and
要旨：
Spin-polarized scanning tunneling microscopy and spectroscopy (spin-STM/S) has been successfully applied tomagnetic characterizations of individual nanostructures. Spin-STM/S is often performed in magnetic fields of up tosome Tesla, which may strongly influence the tip state. In spite of the pivotal role of the tip, the contribution of the tip
in spin-STM/S has rarely been investigated in detail. In this talk, an advanced analysis of spin-STM/S data measured
on magnetic nanoislands, which relies on a quantitative magnetic characterization of tips, will be discussed. In-field■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

52spin-STM on Co bilayer nanoisland on Cu(111) has enabled a quantitative determination, and thereby, a categorizationof the magnetic states of the tips. The resulting in-depth and conclusive analysis of magnetic characterization of the
tip opens new venues for a clear-cut sub-nanometer scale spin ordering and spin-dependent electronic structure of the
non-collinear magnetic state in bilayer high Fe nanoislands on Cu(111).
This work has been performed in collaboration with Dirk Sander, Max-Planck-Institute of Microstructure Physics,
Halle, Germany.
References:[1] Rodary, Wedekind, Oka, Sander, Kirschner, Appl. Phys. Lett. 95, 152513 (2009).
[2] Oka, Ignatiev, Wedekind, Rodary, Niebergall, Stepanyuk, Sander, Kirschner, Science 327, 843 (2010).
[3] Corbetta, Ouazi, Borme, Nahas, Donati, Oka, Wedekind, Sander, Kirschner, Jpn. J. Appl. Phys. 51, 208 (2012).
[4] Phark, Fischer, Corbetta, Sander, Kirschner, Appl. Phys. Lett. 103, 032407 (2013).
[5] Nagai, Hata, Oka, Sander, Kirschner, Appl. Phys. Exp. 7, 025204 (2014).
[6] Sander, Phark, Corbetta, Fischer, Oka, Kirschner, J. Phys.: Condens. Matter 26, 394008 (2014).
[7] Phark, Fischer, Corbetta, Sander, Nakamura, Kirschner, Nat. Commun. 5, 5183 (2014).
[8] Fischer, Sandratskii, Phark, Ouazi, Pasa, Sander, Parkin, Nat. Commun. 7, 13000 (2016).
[9] Phark, Sander, Nano Convergence 4, 8 (2017).

標題：理論インフォーマルセミナー：Spin Transitions in Spiro-Biphenalenyl-based radicals: Identificationof the driving forces and the origin of bistability
日時：2017 年 10 月 31 日(火) 午後１時～午後２時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：Prof. Jordi Ribas
所属：Materials Science and Physical Chemistry Department, Universitat de Barcelona
要旨：
Spiro-biphenalenyl (SBP) boron radicals constitute an important family of molecules for the preparation offunctional organic materials. The building blocks of several SBP-based crystals are  -dimers of these radicals, in which
two phenalenyl (PLY) rings face each other and the other two PLYs point away from the superimposed PLYs. The
dimers of ethyl-substituted-SBP and butyl-substituted-SBP undergo a spin transition that results in changes in themagnetic, optical and conducting properties of the material. The spin transition of ethyl-SBP occurs at around 140 K,
while the spin transition of butyl-SBP occurs with a hysteretic loop 25 K wide centered at 335 K. In this talk, theresults of a computational study aimed at identifying the driving forces of these spin transitions will be presented. The
origin of the hysteresis in the phase transition of butyl-SBP will be also disclosed. In particular, it will be shown thatelectrostatic interactions between radicals play a key role in enabling the spin transitions and that the bistability ofbutyl-SBP originates in the coupling between the spin transition of its -dimers and the conformational switch of its
butyl chains.

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物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

標題：中性子セミナー：Critical dynamics of quantum magnets observed by neutron scattering
日時：2017 年 11 月 1 日(水) 午後３時～午後４時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：Dr. Kirill Povarov
所属：スイス連邦工科大学チューリッヒ校
要旨：
Much of interest in quantum magnetic systems is driven by the fact that they serve as excellent realization ofquantum critical phenomena. In these situations the finite temperature properties of the materials are defined by thequantum-disordered ground state. Often this concerns not just the thermodynamic properties, but also the details of
the excitation spectra [1], which can be directly probed by inelastic neutron scattering. Despite quantum critical
dynamics in 1D magnets is rather ubiquitous and has many faces, experimentally observing it is challenging andrequires a careful choice of the model material and the measurement parameters. Nonetheless, today’s progress insample synthesis and neutron instrumentation allows to verify many of the long-standing theoretical predictions.
The recent achievements include the “tunable” Tomonaga-Luttinger spin liquids (TLSL) in magnetized S=1/2 spin
chains [2] and ladders [3]. In these systems the interactions between the effective fermionic quasiparticles vary as afunction of external field [4], and sometimes can even be made attractive instead of a conventional repulsion. In
addition to extended quantum critical phases such as TLSL, quantum critical dynamics can be also observed at isolated
quantum critical points. For instance, “Ising model in transverse field” -type critical dynamics can be found in a
dimerized S=1 chain [5]. The most recent example are the excitations at the saturation field of a quantum spin chain,representing z=2 critical point in one dimension [6]. Inherent to this QCP is the parameterless scaling, known as “zeroscale universality” [7], which, however, is found to be obscured at elevated temperatures.
[1] M. Vojta, Rep. Prog. Phys. 66, 2069 (2003).
[2] M. Haelg et al., Phys. Rev. B 92, 104416 (2015).
[3] K. Povarov et al., Phys. Rev. B 91, 020406 (2015).
[4] T. Giamarchi, Quantum physics in one dimension (Oxford University Press, 2003).
[5] M. Haelg et al., Phys. Rev. B 92, 014412 (2015).
[6] D. Blosser et al., arXiv:1707.05243, accepted for Phys. Rev. B[7] S. Sachdev et al., Phys. Rev. B 50, 258 (1994).

標題：量子物質セミナー：Unveiling the Ground State Properties of the S =1/2 Kagome Heisenberg
Antiferromagnet ZnCu 3 (OH) 6 Cl 2 via Single Crystal NMR
日時：2017 年 11 月 6 日(月) 午後４時～午後５時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：Dr. Mingxuan Fu
所属：Department of Physics, University of Toronto
要旨：
The experimental quest for a quantum spin-liquid state (QSL) in frustrated magnetic systems serves fundamental
scientific interests, as this intriguing quantum phase provides a fascinating platform for discovering exotic collective
phenomena. The S=1/2 kagome Heisenberg antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2 (herbertsmithite) is one of the leading
contenders for an experimental realization of a QSL; in particular, the discovery of a continuum of spinon excitations
using inelastic neutron scattering [1] has stimulated intense research into its physical properties. However, the natureof the paramagnetic ground state in this material remains highly debated, primarily owing to the difficulty in revealing■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

54the intrinsic magnetic behaviour of the kagome lattice from defect contributions.
We will discuss our single crystal NMR measurements to probe the local spin susceptibility, low-frequency spin
fluctuations, and the effects of defect Cu2+ spins occupying the Zn2+ sites. Most importantly, we demonstrate that thelow- temperature behaviour of the intrinsic spin susceptibility provides direct evidence for a QSL state with a smallenergy gap in ZnCu3(OH)6Cl2 [2].
[1] T. H. Han, J. S. Helton, S. Chu, D. G. Nocera, J. A. Rodriguez-Rivera, C. Broholm and Y. S. Lee, Nature 492, 406(2012).
[2] M. Fu, T. Imai, T. H. Han and Y. S. Lee, Science 350, 655 (2015).

標題：セミナー：熱・スピン相互変換
日時：2017 年 11 月 10 日(金) 午後４時～午後５時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：大沼 悠一
所属：日本原子力研究開発機構
要旨：
電子のスピン自由度の流れであるスピン流は、電流を伴わないため、エネルギー損失を抑えた情報伝達を可能にすると期待されている[1]。スピン流を生成する手法の一つとしてスピンゼーベック効果が知られている[2-4]。磁性体と金属の接合系において、熱からスピン流が生成される。生成スピン流は金属に注入され、スピン軌道相互作用を起源とするスピ
ンホール効果[1]を通して電流に変換される。スピンゼーベック効果が磁性絶縁体であっても発現することから、スピン流を介した新しい熱電発電機構として注目を集めている。
スピンゼーベック効果に対して、その逆効果であるスピンペルチェ効果、つまりスピン流による熱流生成現象が近年報告された[5, 6]。磁性体と金属の接合系において金属に電流を流すと、スピンホール効果によって電流がスピン流に変換され、磁性体に注入される。この時、同時に熱流が生成され磁性体に注入される。実際に、金属と磁性絶縁体の界面において発熱と吸熱が同時に観測された[6]。
本講演では、非平衡グリーン関数法を用いて構築した、スピンゼーベック効果とスピンペルチェ効果を統一的に記述する理論を説明し[7]、熱とスピンの相互変換現象の微視的機構を明らかにする。
[1] S. Maekawa, S. O. Valenzuela, E. Saitoh, and T. Kimura, ed., “Spin Current”, Oxford, 2012.
[2] K. Uchida et al., Nature (London) 455, 778 (2008).
[3] K. Uchida et al., Nat. Mater. 9, 894 (2010).
[4] C. M. Jaworski et al., Nat. Mater. 9, 898 (2010).
[5] J. Flipse et al., Phys. Rev. Lett., 113, 027601 (2014).
[6] S. Daimon et al., Nat. Commun. 7, 13754 (2016).
[7] Y. Ohnuma et al., Phys. Rev. B 96, 134412 (2017).

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物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

標題：量子物質セミナー：Chiral liquid phase of simple quantum magnets
日時：2017 年 11 月 20 日(月) 午後１時 30 分～午後２時 30 分
場所： 物性研究所本館 6 階 第 2 セミナー室 (A612)
講師：Prof. Oleg Starykh
所属：Department of Physics and Astronomy, University of Utah
要旨：
We study a T = 0 quantum phase transition between a quantum paramagnetic state and a magnetically orderedstate for a spin S = 1 XXZ Heisenberg antiferromagnet on a two-dimensional triangular lattice. The transition is
induced by an easy plane single-ion anisotropy D. At the mean field level, the system undergoes a direct transition ata critical D = Dc between a paramagnetic state at D > Dc and an ordered state with broken U(1) symmetry at D < Dc.
We show that beyond mean-field the phase diagram is very different and includes an intermediate chiral liquid phase.
Specifically, we find that the Ising (Jz) component of the Heisenberg exchange creates an attraction between magnons
in the paramagnetic phase and binds magnons into a two-particle bound state. This two-magnon bound state
condenses at D > Dc, pre-emptying single particle condensation, and gives rise to a chiral liquid phase which
spontaneously breaks spatial inversion symmetry, but leaves the spin-rotational and time-reversal symmetries intact.
The chiral liquid phase is characterized by a finite vector chirality without long range dipolar magnetic order. We
corroborate our analytic treatment with a numerical analysis and show evidence of the chiral phase by means of thedensity matrix renormalization group calculations.

標題：理論セミナー：Recent Progress in a Calculation Method of Quasiparticle Spectra
日時：2017 年 12 月 1 日(金) 午後４時～午後５時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：大野 かおる
所属：横浜国立大学大学院工学研究院
要旨：
Photoelectron spectra represent the total energy difference between the N-electron system and the (N±1)-electron
system, which give the basic idea of the quasiparticle (QP) energies.
Very recently, we found that the rigorous formulation involving the QP energies, the QP wave functions, and the QP
equation can be applied not only to the N-electron ground state but also to any M-electron excited eigenstate [1].
Focusing on this topic, I will explain our recent achievement of the self-consistent GWΓ calculation [2], the GW
without Bethe-Salpeter equation method for photoabsorption spectra [3], and the TDGW method for excited state
dynamics simulations [4]. These calculations were carried out by using the all-electron mixed basis approach (program
name TOMBO), which uses both numerical atomic orbitals and plane waves [5].
[1] K. Ohno, S. Ono, and T. Isobe, J. Chem. Phys. 146, 084108 (2017).
[2] R. Kuwahara, Y. Noguchi, and K. Ohno, Phys. Rev. B 94, 121116(R) (2016).
[3] T. Isobe, R. Kuwahara, and K. Ohno, to be submitted.
[4] T. N. Pham, S. Ono, and K. Ohno, J. Chem. Phys. 144, 144309 (2016).
[5] S. Ono, Y. Noguchi, R. Sahara, Y. Kawazoe, and K. Ohno, Comp. Phys. Comm 189, 20 (2015).

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

56標題：極限コヒーレント光科学セミナー：水と氷のネットワーク構造と物性
日時：2017 年 12 月 12 日(火) 午前 10 時～午後 0 時
場所：物性研究所本館 6 階 第一会議室 (A636)
講師：松本 正和
所属：岡山大学異分野基礎科学研究所
要旨：
水に物質を溶かすと何が起こるか。それに答えるためには、水そのものの性質をよく知る必要がある。水は塩も砂糖も
油も気体もプロトンもタンパク質も溶かしてしまうが、単にエントロピーをかせいでいるだけではなく、溶質の種類に合
わせて、水自体が構造を変えたり、溶質と一体化してしまったりする。そのため、溶質分子の間に奇妙な引力が働いたり、違う種類の物質を同時に溶かすと意外なことが起きたりする。さらに、物質を溶かすと、氷の結晶構造が大幅に変わり凝固点が上昇することもある。溶媒と溶質を地(背景)と図(主体)として分けてしまえない、これらのさまざまな水和現象を理解する基礎として、水の作る多様な構造と物性を紹介したい。
[1] Matsui, T., Hirata, M., Yagasaki, T., Matsumoto, M. & Tanaka, H. J. Chem. Phys. 147, 091101 (2017).
[2] Matsumoto, M., Yagasaki, T. & Tanaka, H. Phys. Rev. Lett. 115, 197801 (2015).
[3] Yagasaki, T., Matsumoto, M. & Tanaka, H. Phys. Rev. E 89, 020301 (2014).
[4] M. Matsumoto and H. Tanaka, J. Phys. Chem. B, 115, 8257 (2011).
[5] M. Matsumoto, A. Baba, and I. Ohmine, J. Chem. Phys. 127, 134504 (2007).

標題：理論セミナー：コニカルらせん磁性体におけるマルチフェロイックドメイン制御
日時：2017 年 12 月 15 日(金) 午後４時～午後５時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：木村 剛所属：東京大学新領域創成科学研究科
要旨：
コニカルらせん磁気構造を持つマルチフェロイクスにおいては、ときに自発分極と自発磁化が共存し、磁化の反転に伴って自発分極が反転するといった稀有な電気磁気結合が発現する。本講演では、コニカルらせん磁気構造を示すマルチ
フェロイクスとして六方晶フェライト Ba1.3Sr0.7CoZnFe11AlO22、オリビン型 Mn 酸化物 Mn2GeO4 などを取り上げ、円偏光共鳴軟 X 線回折や偏極中性子線回折測定により明らかとなったマルチフェロイックドメインの実空間分布やその外場応答に関しての結果を紹介し、コニカルらせん磁性体における多様なドメイン（強磁性・強誘電・磁気らせん・180°反強磁性ドメイン等）のスイッチに起因する電気磁気結合に関して議論する。本講演の内容は、上田大貴(阪大基礎工)、田中良和(理研 Spring-8 センター)、本田孝志(KEK 物構研)、J.S. White (PSI), M. Kenzelmann (PSI)らとの共同研究によるものである。
[1] H. Ueda, Y. Tanaka, H. Nakajima, S. Mori, K. Ohta, K. Haruki, S. Hirose, Y. Wakabayashi and T. Kimura, Appl.
Phys. Lett. 109, 182902 (2016).
[2] T. Honda, J. S. White, A. B. Harris, L. C. Chapon, A. Fennell, B. Roessli, O. Zaharko, Y. Murakami, M. Kenzelmann,
and T. Kimura, Nat. Commun. 8, 15457 (2017).

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物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

標題：理論セミナー：Competing orders in Dirac fermions
日時：2017 年 12 月 19 日(火) 午前 10 時 30 分～午前 11 時 30 分
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：Toshihiro SATO
所属：Universität Würzburg
要旨：
Correlated Dirac systems are currently one of the most active research areas in condensed matter physics. The topic
is experimentally relevant in the context of graphene and other Dirac materials, and theoretically releveant because
the corresponding low-energy field theories exhibit remarkable topological properties and are closely related to highenergy physics. We will present exact quantum Monte Carlo results for a model of Dirac fermions in 2+1 dimensions
with dynamically generated, anti-commuting SO(3) Néel and Z2 Kekulé mass terms. We will provide evidence for a
direct and continuous transition between the Néel and Kekulé phases. The fermions remain gapped across thetransition, and our data support an emergent SO(4) symmetry unifying the two order parameters. While this phasetransition falls outside the Ginzburg-Landau-Wilson paradigm, the emergent SO(4) invariance permits aninterpretation of the transition in terms of deconfined quantum criticality [1].
References:[1] T. Sato, M. Hohenadler, and F. F. Assaad, Phys. Rev. Lett. 119, 197203 (2017).

標題：理論セミナー：結合クラスター理論に基づいた 1 電子スペクトル計算
日時：2017 年 12 月 22 日(金) 午後４時～午後５時
場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室 (A615)
講師：松下 雄一郎
所属：東京大学大学院工学系研究科
要旨：
密度汎関数理論(DFT)は弱相関物質に対して適用された際に、極めて精度良く電子状態や原子構造を記述することが知られており、解析・予言の様々な面で用いられてきた。しかし、強相関電子系を代表とするいくつかの系においては定性的にも誤った結果を出す事が知られている。一方で、波動関数理論は孤立系(原子・分子系)へと適用され、DFT を超えた高精度計算がなされている。しかし、一般に波動関数理論の下では全エネルギーに対する信頼性の高い計算が可能となる一方で、エネルギー準位(1 電子準位)の解析に関しては極めて限定的であった。本研究では、波動関数理論として
coupled-cluster(CC)理論を採用し、CC 理論の下で 1 粒子グリーン関数を構築する事により 1 電子スペクトルを計算し、厳密解と比較を行った。その結果、準粒子スペクトルを極めて良い精度で再現すること、さらにはサテライトピーク(共鳴準位)に関しても再現される事を見出した。本発表では、孤立原子を中心に結果を紹介する。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

58物性研だより第 57 巻目録（第１号～第４号）
物性研だより第 57 巻第 1 号 2017 年 4 月
ブリージングパイロクロア磁性体における新しい量子状態の観測··············益田 隆嗣······················································ 1
ホウ素単原子シート「ボロフェン」とディラックフェルミオン ·················Baojie Feng、松田 巌 ·································· 3
スピン液体状態における熱ホール効果の発見 ·············································山下 穣 ······················································· 6鉄系超伝導体 FeSe が示す特異な高圧下電子状態相図 ································松浦 康平、芝内 孝禎、程 金光、上床 美也· 9
スパースモデリングにより電子のさざなみを見る ―走査トンネル顕微・分光法による準粒子干渉計測の高速・高精度化―
吉田 靖雄、土師 将大、長谷川 幸雄 ··········· 11
国際会議 ECOSS-32 において SFV “Michel Cantarel”student grant を受賞して ··················· 髙橋 文雄 ······················ 14
国際会議 IVC-20 において IUVSTA-VASSCAA-Elsevier Student Award を受賞して ··········· 土師 将裕 ······················ 16
第 40 回応用物理学会講演奨励賞を受賞して ···············································笠松 秀輔······················································ 17
第 40 回応用物理学会講演奨励賞を受賞して ···············································齋藤 成之······················································ 18
国際会議 ISUPTW2016 において Best Conference Paper Award を受賞して ·························· 玄 洪文 ························· 20
日本中性子科学会奨励賞を受賞して····························································左右田 稔······················································ 23
物性研に着任して ························································································谷内 敏之······················································ 25
外国人客員所員を経験して··········································································Sonachalam. ARUMUGAM ························· 26
Agustinus Agung Nugroho ·························· 27
平成 28 年度 物性研究所一般公開の報告 ····················································上床 美也······················································ 29【物性研究所短期研究会】○｢原子層上の活性サイトで発現する局所機能物性｣の報告 ··························································································· 36○｢走査トンネル顕微鏡による物性研究の現状と展望｣の報告 ······················································································· 41【ISSP ワークショップ】○磁性・強相関電子系分野の中性子散乱研究の新展開 ～JRR-3 再稼働を見据えて～ ··············································· 46【物性研究所談話会】 ························································································································································ 49【物性研究所セミナー】 ····················································································································································· 51【物性研ニュース】○平成 28 年度外部資金の受入について ························································································································ 59○人事異動 ····································································································································································· 61
【その他】
編集後記
物性研だよりの購読について

第 57 巻第２号 2017 年 7 月
トポロジカル絶縁体表面で高効率スピン流を生成 ······································近藤 浩太、大谷 義近 ···································· 1
なぜ高温超伝導体は界面で優れた特性を持つか？
―銅酸化物界面で超伝導転移温度が安定に最適化される機構を解明·······三澤 貴宏························································ 4
ゲルマニウム単原子シート｢ゲルマネン｣の原子配置の非対称化 ·················深谷 有喜 松田 巌 ······································ 759

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

3D プリンタで空間に分布する物理量を可視化する技術を開発～分子の中の電子密度分布を透明樹脂の中に描写～ ·······························山崎 淳、古宇田 光 ······································ 9
新種の鉱物、Bunnoite(豊石)について ························································浜根 大輔······················································ 11
高温高圧下における鉄の水素化の挙動を中性子でその場観察－地球形成初期にコアへ取り込まれた軽元素問題への挑戦－·····················飯塚 理子、八木 健彦

後藤 弘匡 ··········· 14

電子のスピンを自在に操作 ～先端レーザー技術が拓く光スピン制御～ ·····矢治 光一郎、黒田 健太······························· 17結晶構造の乱れによる量子スピン液体状態の安定化 ···································酒井 明人、中辻 知 ·································· 20
国際会議 CEMS-QPEC Symposium on“Emergent Quantum Materials”にて Best Poster Award 及びJPSJ Poster Prize を受賞して ····································································平井 大悟郎 ················································ 22
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム平成 28 年度秀でた利用 6 大成果最優秀賞を受賞して高橋 竜太、川崎 聖治、リップマー ミック、平井 大悟郎 ·································· 24
平成 28 年度日本化学会進歩賞を受賞して ··················································上田 顕 ······················································· 26
第 11 回日本物理学会若手奨励賞を受賞して ···············································橘高 俊一郎 ·················································· 28
第 36 回表面科学学術講演会講演奨励賞を受賞して ····································黒田 健太······················································ 30
物性研に着任して ························································································樋口 祐次······················································ 32
松永 隆佑······················································ 33
物性研を離れて ···························································································木俣 基 ························································· 34
外国人客員所員を経験して··········································································Xenophon Zotos ··········································· 35
Marie D’angelo············································· 36
Kedar Damle ················································ 37
客員所員を経験して ····················································································加藤 浩之 ···················································· 39【ISSP ワークショップ】○SPring-8 BL07LSU が照らしだす物質機能の起源 ···································································································· 41○小角・反射率・高分解能研究会 ～JRR-3 の再稼働を見据えて？ ··········································································· 44【研究会報告】○物性研究所スパコン共同利用・CCMS 合同研究会 「計算物質科学の今と未来」 ··················································· 46【ISSP ワークショップ】○5d パイロクロア酸化物研究における最近の展開 ······································································································· 49【物性研究所談話会】 ························································································································································ 51【物性研究所セミナー】 ····················································································································································· 53【物性研ニュース】○人事異動 ····································································································································································· 67
編集後記

物性研だより第 57 巻第３号 2017 年 10 月
オンデマンド光機能酸化物ヘテロ構造とキャリアダイナミクス ·················湯川 龍、山本 達、松田 巌 ··························· 1
単原子層におけるディラックノーダルラインフェルミオンの発見－表面科学のルネサンス－ ····················································松田 巌、杉野 修 ········································· 3
フォノンによる熱ホール効果の研究····························································山下 穣 ························································· 6
The Best Student Oral Paper Award in ALPS’17 を受賞して ················齋藤 成之························································ 9■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 4 号

60

国際会議 International Conference on Topological Materials Science 2017(TopoMat2017)においてPoster Award を受賞して············································································肥後 友也······················································ 11
物性研に着任して ························································································小濱 芳允······················································ 13
外国人客員所員を経験して··········································································Ingo Salzmann ············································· 15
客員所員を経験して ····················································································溝川 貴司······················································ 17
梅野 健 ······················································· 18
中村 正明······················································ 20【物性研究所短期研究会】○「光で見る・操る電子物性科学の最前線～強相関、トポロジー、低次元、ダイナミクス～」の報告························ 22【物性研究所談話会】 ························································································································································ 30【物性研究所セミナー】 ····················································································································································· 33【物性研ニュース】○東京大学物性研究所研究員の公募について················································································································· 49
編集後記

性研だより第 57 巻第４号 2018 年１月
ゾル-ゲル変化を自ら繰り返す、アメーバのような新物質を人工的に合成 ···· 小野田 実真、吉田 亮、柴山 充弘 ··············· 1
見る方向や光の偏光によって三色に変化する物質 －5d 電子系化合物が示す新たな機能性

平井 大悟郎 ················· 4鉄系超伝導体 FeSe の硫黄置換における三次元圧力下電子相図 ··················松浦 康平、芝内 孝禎、上床 美也 ··············· 7
電子の「震え」現象と伝導度揺らぎ····························································中村 壮智、勝本 信吾 ·································· 10
レーザー学会第 45 回定時総会レーザー学会奨励賞を受賞して ··················中村 卓磨······················································ 13
USD10 にて Young Researcher Poster Award を受賞 ································伊藤 俊 ························································· 15
国際会議 Actinides2017 において Student poster award を受賞して ········中村 翔太······················································ 17
国際会議 International Conference on Inelastic X-ray scattering (IXS2017)にて“POSTER PRIZE”を受賞して横山 優一 ····················································· 19
J-Physics 国際会議において“Best Poster Award”を受賞して ····················谷口 貴紀······················································ 21
コロイドおよびポリマー科学レクチャー2017·············································柴山 充弘······················································ 22
物性研に着任して ························································································酒井 明人······················································ 24
外国人客員所員を経験して··········································································Akira Otsuki ················································ 25
平成 29 年度 物性研究所一般公開の報告 ····················································山室 修 ························································· 27【物性研究所短期研究会】○物性研スパコン共同利用 CCMS 合同研究会「計算物質科学の今と未来」の報告 ····················································· 33【ISSP ワークショップ】○第５回伊藤国際学術研究センター会議(IIRC-5)「Frontier Forefront of Molecular Dynamics at Surfaces andInterfaces: From a Single Molecule to Catalytic Reaction」の報告 ···信 淳 ························································· 36
第 62 回物性若手夏の学校開催報告 ·····························································瑞慶覧長空 ···················································· 43【物性研究所セミナー】 ····················································································································································· 48
編集後記

61

物性研だより第 57 巻第 4 号■■■ ■ ■ ■■

編 集 後 記
この編集後記を書いている 3 月は新天地へ向かう研究室メンバーと共同研究者がありがた
くも挨拶に訪ねて来てくれます。楽しかったことや辛かったことなど語り合いたいことは本
当にたくさんあるのに、その日は終わりを迎え、「今後ともよろしくお願いいたします」と再会を互いに期待してその背中を見送ります。また、お会いしましょう。
本号の「物性研だより」でも研究所の著しい成果や受賞がたくさん報告されています。
今回は表紙の彩豊かな結晶の写真から 3 次元相図まで視覚に訴えるものが多いようです。
また、Belousov-Zhabotinsky (BZ)反応と Zitterbewegung (ZB)をそれぞれ扱った記事もあり、講義で習った BZ と ZB を懐かしみながらその先端研究を知ることもできます。本号では大盛況だった平成 29 年度一般公開に関する記事も山室先生のテイストで各担当者を労いながら温かく書かれており、当時の光景が目に浮かぶようです。
平成 30 年度も研究だけでなく社会活動でも物性研が活躍することと思います。
松 田巌