第 57 巻

第1号
2017 年 4 月

57

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

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
スピン液体状態における熱ホール効果の発見
鉄系超伝導体FeSeが示す特異な高圧下電子状態相図
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・高精度化̶

2017

take17.6.16

3校

第 57 巻第1号
2017 年 4 月

contents
1

1 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
3

益田 隆嗣

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

6

スピン液体状態における熱ホール効果の発見

9

鉄系超伝導体 FeSe が示す特異な高圧下電子状態相図山下穣松浦 康平、芝内 孝禎、
程 金光、
上床 美也

6

11

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

14

国際会議 ECOSS-32 において SFV “Michel Cantarel”student grant を受賞して
高橋 文雄

16

国際会議 IVC-20 において IUVSTA-VASSCAA-Elsevier Student Award を受賞して
土師 将裕

17

第 40 回応用物理学会講演奨励賞を受賞して

笠松 秀輔

18

第 40 回応用物理学会講演奨励賞を受賞して

齋藤 成之

20

国際会議 ISUPTW2016 において Best Conference Paper Award を受賞して

9

玄 洪文

11

3

25

23

日本中性子科学会奨励賞を受賞して

左右田 稔

25

物性研に着任して

谷内 敏之

26
27

外国人客員所員を経験して29

平成 28 年度 物性研究所一般公開の報告3641【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○｢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

46【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〜

49 【物性研究所談話会】
51 【物性研究所セミナー】

26

27

59
61

Sonachalam. ARUMUGAM
Agustinus Agung Nugroho【物性研ニュース】○平成 28 年度外部資金の受入について
○人事異動
編集後記
物性研だよりの購読について

上床 美也

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

中性子科学研究施設
研究背景と経緯

益田 隆嗣

実験結果

物質の振る舞いを支配する熱力学第三法則は、絶対零度

物質のスピンダイナミクスは中性子磁気散乱実験によりでのエントロピーは 0 であり、基底状態は非縮退であるこ

調べることができる。そこで我々はオーストラリアとを教えている。一方、歪みのない完全な正四面体の頂点

ANSTO の研究用原子炉 OPAL に設置されている高分解能

上にハイゼンベルグスピンが配置した系を仮想的に考えた

中性子分光器 PELICAN を用いて、Ba3Yb2Zn5O11 の中性

場合、基底状態は二重縮退となることが知られているが、子スペクトルを測定した。その結果、4 種類の異なるエネ

これは熱力学の法則と矛盾する。この仮想的な正四面体ス

ルギーを持つ励起状態が観測された(図 2(a))。励起は非常ピンを現実の物質の中に置いたら何が起こるのか興味がもにシャープで、正四面体の間で相互作用がある場合に生じたれるところだが、これまで歪みのない正四面体スピン物

るぼやけは観測されず、理想的な孤立スピン系であること

質はほとんど報告されてこなかった。この点、ブリージンが分かった。さらに、Yb 間の相互作用を含んだ正四面体

グパイロクロア磁性体 Ba3Yb2Zn5O11 は、スピン 1/2 を有

スピンモデルによりスペクトルの解析を行ったところ、する Yb イオンが正四面体を形成し(図 1)、幅広い温度領

1.5K で得られたスペクトルは計算により完全に再現され域で歪みが観測されていない稀有な物質である。Yb 四面た(図 2(b))。相互作用パラメータは Jx = -0.57 meV, Jz = -体は Zn イオンによって隔てられているため、それぞれは、

0.56 meV, JDM = 0.11meV と 見 積 も ら れ 、 大 き な

ほぼ孤立した正四面体スピンとなっている。数多くの原子

Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用が存在しているこから構成されることを前提とし、熱力学の法則に支配されとが分かった(負符号は反強磁性的であるように定義される自然界において、少数のスピンからなる孤立したフラスている)。高温では励起状態からの遷移も観測されるため、トレート磁性体を現実物質の中に実現させることは、いわモードの数は増えスペクトルは複雑になるが、高温のデー

ば熱力学への挑戦ともいえることであり、この挑戦を受けタも上記のパラメータで完全に再現された。DM 相互作用て立つ自然界がどのような新しい状態を見せるのか興味深

は基底状態の非磁性二重項と磁気的励起状態とを混ぜる効い。

果はあるが、二重縮退を解く効果はない。もしこの状態が実現しているとすれば、四面体 1 つあたりの基底状態は二重縮退となっており、エントロピーは絶対零度でも有限な値となり熱力学第三法則と合致しないことになる。そこで、
極低温比熱の測定を行いエントロピーの見積もりを行った
ところ、図 2(c) のように、1 K 以下で徐々にエントロピーがゼロに向かい、ついに一つの安定状態が選択される様子が観測された。スピンの秩序化を示唆するような、比熱の急激な変化は観測されなかった。このことから自然界は、
何らかの摂動的相互作用を通じて、新しいスピン液体状態を出現させていることが明らかになった。理論的には、弱い四面体間相互作用により部分ダイマー秩序やカイラル秩序を有するスピン液体が実現することが予想されている。
また、スピンと格子の間の相互作用が強い場合には、格子

図 1:ブリージングパイロクロア磁性体 Ba3Yb2Zn5O11 の結晶構造が動的に歪むことによるスピン液体が実現されている可能性も考えられている。

1

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

図 2: Ba3Yb2Zn5O11 の中性子スペクトルとエントロピー。
(a) 温度 1.5K で測定された中性子スペクトル。
(b) 基底状態と励起状態のエネルギー分布。
(c) エントロピー変化の様子。絶対温度 0 度に向かってエントロピーが 0 に向かい、状態の数が 2 つから 1 つに減っていく
様子が観測された。

今後の展開
本研究では、ブリージングパイロクロア磁性体において、Richard Mole 博士(オーストラリア ANSTO)、Dehong Yu
博士(オーストラリア ANSTO)、Lieh-Jeng Chang 博士

中性子散乱実験と極低温比熱測定を組み合わせることで、(台湾成功大学)との共同研究によるものである。オースト

新しいスピン液体が実現していることを明らかにした。こラリア ANSTO での実験を行うにあたり、物性研中性子施のスピン液体の詳細をさらに知るためには、極低温高分解設の海外実験支援プログラムにより旅費支援をいただいた。

能中性子実験や、現実物質に即したさらなる理論研究が重
要である。

参照文献
[1] T. Kimura, T. Goto, H. Shintani, K. Ishizaka, T.

なお本研究の詳細な内容は、T. Haku, K. Kimura, Y.

Arima and Y. Tokura. Nature 426, 55–58 (2003).

Matsumoto, M. Soda, M. Sera, D. Yu, R. A. Mole,[2] S. Seki, Y. Onose and Y. Tokura. Phys. Rev. Lett. 101,

T.Takeuchi, S. Nakatsuji, Y. Kono, T. Sakakibara, L.-J.
Chang, and T. Masuda, Phys. Rev. B 93, 220407(R) (2016).
で閲覧することができる。

067204 (2008).
[3] H. Katsura, N. Nagaosa, and A. V. Balatsky. Phys.
Rev. Lett. 95, 057205 (2005).
[4] C. Jia, S. Onoda, N. Nagaosa, & J. H. Han. Phys. Rev.

謝辞

B 76, 144424 (2007).

本研究成果は、白椽大博士(東大物性研、現横河電機)、[5] H. Murakawa, Y. Onose, S. Miyahara, N. Furukawa,松本洋介博士(物性研、現 MPI)、左右田稔博士(物性研、and Y. Tokura. Phys. Rev. Lett. 105, 137202 (2010).

現理化学研究所)、中辻知教授(物性研)、河野洋平氏(物[6] J. Romhányi, M. Lajkó, and K. Penc. Phys. Rev. B 84,

性研)、榊原俊郎教授(物性研)、木村健太博士(大阪大224419 (2011).

学)、世良正一氏(大阪大学)、竹内徹也博士(大阪大学)、■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

2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

極限コヒーレント光科学研究センター

Baojie Feng、松田 巌

周期表 5 番目のホウ素についてはこれまで多数の同素体を行った結果を図 1(d)に示す。このボロフェンの構造で、が報告されており、室温大気条件下における最安定構造おこれまで理論的に予想されてきたホウ素シートモデル[1]よび相図についても未だに議論が続いている。一方、昨今の 1 つであり、「β12 シート」構造と呼ばれる。少し複雑の物質構造の研究では、Graphene (C)に代表される単元に見えるが、3 角格子から周期的に原子欠陥を導入するこ素から構成される 2 次元シートが世界中で注目を集めておとでこの構造モデルを再現することができる。図中の単位

り 、 Silicene (Si) 、 Germanene (Ge) 、 Stanene (Sn) 、ユニットセルで示すように、STM で観測された周期構造

Phosphorene (P)などの報告も続いている。ホウ素単原子はボロフェンのものに対応しており、直線的な構造もホウシートの物性についても様々な理論研究が実施され、その素の原子構造内の密度分布の違いを反映していることが分

結果、3 次元結晶と同様にホウ素の 2 次元結晶にも複雑なかる。

原子構造が多数存在することが分かってきた[1]。興味深
いのは、これらホウ素シートの中には金属的なものも予言されていることである。ホウ素の純粋結晶では未だ金属的なものは確認されておらず、単原子シートの合成に成功す
れば、固体物理の歴史において珍しい金属的なホウ素同素体が発見されることになる。そんな中、ごく最近、金属結晶基板上にホウ素を蒸着すると 2 次元層が合成されることが走査型トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscope,STM)で観測された[2]。そこで我々は本シートの原子構造
及び電子状態を理論計算と光電子分光法で調べたところ、これらの 2 次元結晶が金属的なボロフェン Borophene(B)であることが分かり[3]。さらに本シートの電子状態の中にはディラックバンドも観測された[4]。
ボロフェンの合成では、まずその基板となる Ag(111)単結晶表面を超高真空下でアルゴンスパッタリングと加熱処
理のサイクルを繰り返して清浄化する。そしてその後に高図１ Ag(111)表面上ボロフェンの(a-c)STM 像(70K)と(d)原子構
造モデル

純度(99.9999％)のホウ素を約 600K で蒸着することでボロフェンが自己組織的に成長する。表面実空間の様子をホウ素の 2 次元シートの中には金属的なものが存在する

STM で観察すると、図 1(a)のように Ag(111)表面上にボロことが理論的に予測されていたが、β12 シートについては

フェンのドメインが形成されている。ドメインの中を観察

実験当初、バンド計算の研究報告がなかった。そこで、こすると、ボロフェンには局所的な構造に加えて長周期な構のボロフェンの電子状態を調べるために角度分解光電子分造も存在することが判る。局所領域を視ると図 1(c)のよう

光法によるバンドマッピングを実施した。図 2(a)は各結合に明点が線状に並んだ様子が確認できる。この線状の構造

エネルギーにおける光電子強度マップで、強度が大きいとは 2 次元層同士で互いに 120°回転した関係(3 回対称)に

ころにバンド(電子状態)が存在する。結合エネルギー＿あり、またその周期構造の大きさと向きも[11 0]方向に＿＿0(フェルミ準位)の光電子強度マップにおいて明確な形状

5.0Å、[112]方向に 2.9 Å である。この STM 像による局所(フェルミ面)が幾つか確認でき、それぞれ B1,B2,B2'バン

領域観察の結果を元に、Ag(111)表面上ボロフェンの原子

ドとして各エネルギーマップでもその分散が追跡できた。

配置を密度汎関数法による第一原理による構造最適化計算

基板が Ag 結晶なので、その金属バンド(Ag sp)も異なる波3

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

数領域で観測することができる。このように Ag(111)表面

また、図 1(b)で観察されたような周期的摂動を適切にボロ上のボロフェンにおいて明確な金属バンドが観測でき、本フェンに加えると、この DC はペアを成し(図 3(c))、これ

シートが間違いなく金属的であることが分かった。

が実際に観測された B2(B2')と B6(B6')バンドの分散を再

ここで今回観測されたボロフェンの B2' バンドについ現する。すなわち、図 2 で観測されたバンド構造は、ディて、より詳細に行った光電子分光バンドマッピングの結果

ラックフェルミオンを含む金属的なボロフェンが基板上とを図 2(b)に示す。エネルギーに対して、バンドは 1 つの波の周期ポテンシャルによって電子状態が変化したものであ数点に収束し、そしてその後広がってもう一方のバンドる。この DC 対の形成などのような外部摂動による単原子(B6’)となることが判った。すなわち、ディラックコーン

シートの DC 変化については、最近研究が世界中で進めら(DC)を形成していた。そして同様な振る舞いが B2(B6)バ

れており[5]、本研究はまさにその実証実験にも対応する。

ンドでも存在し、2 つの隣接した DC は互いに重なり、そ本研究で取り扱ったボロフェンβ12 シート構造は 10K での間で saddle point (鞍点)を形成する。この DC の 2 次元の超伝導転移が予言されている[6]。適切な基板上のシー

エネルギー分散を模式的に表したのが図 2(c)である。図

ト形成や、自立シートの合成に成功すれば、その観測が実2(d)は Ag(111)面上ボロフェン(図 1(d))の第一原理による現すると期待される。一方、ホウ素は異種元素と様々な化

バンド計算の結果であり、点線で示した実験のバンド分散合物を形成する。例えば、ボロフェンを窒化すれば絶縁体

曲線とピッタリ一致した。

の窒化ホウ素シート[7]が形成される。そこで、ボロフェ単原子シートにおけるディラックフェルミオン(DC)のンの 1 部を窒化すれば、1 枚の単原子シート内で金属領域形成には、グラフェンでよく知られる蜂の巣(ハニカム)構と絶縁体領域を両立して作成できる。昨今、単原子シート

造などの原子配置が重要である(図 3(a))。詳細は我々の論のデバイス利用研究の発展が著しく、今後ボロフェンの応

文[4]にゆずるが、実はボロフェンのβ12 シート構造でも用展開にも期待している。

ディラックフェルミオンの電子状態が形成される(図 3(b))。

図 2

Ag(111)表面上ボロフェンの光電子バンドマッピングと第一原理計算から得られたバンド構造。(a) 結合エネ

ルギーに対する等エネルギー面（He I線、h=21.2 eV、室温)、(b) 高輝度放射光光電子分光による 2 次元バンド
マップの結果(h=80 eV、20K)。図中グレースケールで示されている。色の濃いところが光電子強度の大きいところに相当する。(c) B2(B2')と B6(B6')バンド分散の模式図。(d) 第一原理計算結果との比較。ボロフェンと Ag 基板両者のバンドが含まれるので、エネルギー分散図はホウ素の分に重みをつけてプロットしてある。

図 3 ディラックフェルミオンを示す直線的分散バンド（ディラックコーン）および各原子構造。(a)グラフェン蜂の巣構造、(b)ボロフェンβ12 シート構造、(c) 基板と相互作用したボロフェンβ12 シート構造。丸は原子を表し、特に基板との相互作用で影響を受けた原子は大きめの黒丸で示してある。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 2 号

4謝辞
本研究にあたり、東京大学物性研究所の外国人客員所員
Tai C. Chiang 氏、杉野修氏、笠松秀輔氏、Ro-Ya Liu 氏、
飯盛拓嗣氏、小森文夫氏および KEK Photon Factory 湯川龍氏、組頭広志氏に感謝致します。また、中国の共同研究
者 Jin Zhang 氏、Chao Lian 氏、Hui Li 氏、Lan Chen
氏、Kehui Wu 氏、Sheng Meng 氏に感謝致します。また、
東京大学物性研究所の共同研究者杉野修氏、笠松秀輔氏、
Ro-Ya Liu 氏、飯盛拓嗣氏、小森文夫氏および KEK
Photon Factory 湯川龍氏、組頭広志氏に感謝致します。
本研究は JST ACT-C と文科省光融合プログラムの元、実施されました。

参考文献[1] X. Wu, J. Dai, Y. Zhao, Z. Zhuo, J. Yang, and X. C.
Zeng, ACS Nano 6, 7443 (2012).
[2] B. Feng, J. Zhang, Q. Zhong, W. Li, S. Li, H. Li, P.
Cheng, S. Meng, L. Chen, and K. Wu, Nat. Chem. 8,563 (2016).
[3] B. Feng, J. Zhang, R.-Y. Liu, T. Iimori, C. Lian, H. Li,
L. Chen, K. Wu, S. Meng, F. Komori, and I. Matsuda,
Phys. Rev. B 94, 041408(R) (2016).
[4] B. Feng, O. Sugino, R.-Y. Liu, J. Zhang, R. Yukawa,M. Kawamura, T. Iimori, H. Kim, Y. Hasegawa, H. Li,
L. Chen, K. Wu, H. Kumigashira, F. Komori, T.-C.
Chiang, S. Meng, I. Matsuda, Phys. Rev. Lett. 118,
096401 (2017).
[5] G. van Miert and C. M. Smith, Phys. Rev. B 93,
035401 (2016).
[6] E. S. Penev, A. Kutana, and B. I. Yakobson, Nano Lett.
16, 2522 (2016).
[7] A. Nagashima, N. Tejima, Y. Gamou, T. Kawai, C.
Oshima, Phys. Rev. Lett. 75, 3918 (1995).

5

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

スピン液体状態における熱ホール効果の発見

凝縮系物性研究部門
研究背景

山下

穣

スピン液体相を特徴づけるにあたって最も期待されるこ

金属中におけるホール効果は、磁場中で荷電粒子が感じとは、そのスピン液体相に特有の、常磁性相にはない現象

るローレンツ力がその起源であり、金属の物性を調べるうが観測されることである。これは例えば一次元系であればえで欠かせない基本的測定の一つである。当然、電流の流

スピノンの連続励起やハルデンギャップなどが対応するでれない絶縁体中では磁場中でもホール効果は発生しないが、あろう。それに対して、二次元におけるスピン液体の基底

近年、電気的に中性なスピン励起(マグノン、スピノンな状態は理論的に明らかでないため、何が決定的証拠となるど)やフォノン励起がホール効果を示す可能性があることかは不確定である。そうした中、2 次元スピン液体の有力が理論的に示され注目を集めている。スピンやフォノンはな理論候補の一つであるフェルミ面を持つスピノン励起の電流を運ばないが、熱流を運ぶことができるため、このあるスピン液体状態において、スピノンが熱ホール効果を

ホール効果は熱ホール効果として観測される。実際、強磁示す可能性が理論的に指摘された[2]。強磁性体における性絶縁体におけるマグノンの熱ホール効果が観測されておマグノン励起が Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用を通じり[1]、理論的にもベリー位相による効果として理解されてベリー位相を獲得して熱ホール効果[3]を示すのと同様ている[2, 3]。このスピン励起の熱ホール効果を磁気秩序に、スピン液体中に存在するゲージ場を通じてスピノンがのない未知の凝縮相であるスピン液体相の研究に応用した

磁場と結合し、サイト間をホッピングする際に有効的な位のが本研究である[4]。

相を獲得することで熱ホール効果が現れる可能性が示され低次元性や幾何学的フラストレーションの効果によってたのである。

増強された量子揺らぎによって、磁性絶縁体において低温で通常現れる磁気秩序状態が乱された状態がスピン液体相
で あ る [5] 。 通 常 の 磁 気 秩 序 が 現 れ る 代 わ り に 、

実験結果
このスピン液体相における熱ホール効果を検証するため、resonating valence bond 状態などのスピン液体特有の凝カゴメ格子物質ボルボサイト(Cu3V2O7(OH)2・2H2O)にお縮相が現れる可能性が理論的に長年議論されており、そのける熱ホール効果の測定を行った。ボルボサイトは基底状態の解明に大きな注目が集まってきた。特にここ数1/2をもつ銅イオンが 2 次元カゴメ格子を形成する物質で年、スピン液体の候補物質となり得る物質が複数発見されある[6]。カゴメ格子に歪みがあるため、図 1 の内挿図にており、基底状態を実験的に明らかにしようという研究が示すように非等価な銅イオンが 2 種類あり、4 種類のスピ

盛んに行われている。

ン間相互作用が重要な役割を果たしていると考えられていスピン液体においては低温まで磁気秩序が発生しないたる[7]。その結果、スピンハミルトニアンは単純な最近接

め、スピン間相互作用より十分低温まで比熱や磁化率の温ハイゼンベルグハミルトニアンとは大きく異なる。しかし、度依存性を測定して、相転移の兆候が観測されなければス

磁化率の温度依存性から有効的なスピン相互作用

ピン液体の良い候補物質となる。しかし、何も特徴が無い/∼ 60 K をもつフラストレート磁性体であると近似的に∼ 1 K で現れるたことだけでは通常の常磁性体と同じであり、より積極的に理解することができる。磁気秩序がスピン液体を特徴づけるための研究が重要である。その為

めに基底状態はスピン液体ではないが[8]、磁気秩序の転には中性子散乱実験によってスピン励起を直接観測するこ移温度がスピン相互作用の温度よりも十分低温であるからとが最も有力な手法の一つだが、非常に大きな単結晶を必要とするため適用できる候補物質が限られている。より広範囲の物質群に対して比熱や熱伝導率、磁化率測定などに/の広い温度範囲でスピン相関が発達した

スピン液体相が実現していると考えることができる。
ボルボサイトにおける磁気秩序温度以上の比熱と磁化率

よってスピン液体の低エネルギー励起を調べる研究が行わの温度依存性を示したのが図 1 である。磁化率はれている。

K に極大値を示すことから、この温度以下ではスピン相関■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

∼ 18

6

が発達し始めていることがわかる。また、 とほぼ同じ温熱ホール伝導率の温度依存性を示したのが図 3 であ度から比熱に磁気比熱の寄与が観測された。特に、低温でる。熱ホール伝導率が ∼は大きな磁気比熱の寄与が観測され、ゼロ温度外挿で有限化率が極大を示すの / が存在することからギャップレススピン励起があるの温度から上昇し、磁より少し下の温度から急に減少してより少し上の温度で符号が反転していることがわかる。
磁化率の温度変化と相関してスピン液体相であることがわかる。

/

も温度変化していることから、この熱ホール効果の起源はスピン励起であると考えられる。この/の温度依存性からの常磁性相では熱ホール伝導率はなく、スピン相関が発達して液体相に入るにしたがって熱ホール伝導率が現れていることがわかった。これは熱ホール伝導率がスピン液体相の形成を特徴づける量であることを示唆している。磁化率の極大を示
す より下の温度で観測された急激な温度変化の起源は分
かっていないが、熱ホール効果の起源となるスピノンゲー
ジ場が磁気秩序相に近づくことによって不安定化する可能性や、スピン相関の発達によって別のスピン励起が現れた可能性などが考えられる。
磁場によるの減少分からスピンによるを見積もり、

スピン励起がフェルミ統計に従うと仮定すると、観測され図 1

ボルボサイトの比熱を温度で割った量 / (左軸)と磁化率(右軸)の温度依存性。点線は類似物質から見積もった格子比熱の温度依存性。右下の内挿図は a–b 面における銅イオン(Cu1,

たの大きさと Wiedemann-Franz 則からスピン励起が感じる有効的な磁場と電荷の大きさを見積もるこCu2)の配置とその間のスピン相互作用 ( , , , " ) の関係を表しとができる。非常に大雑把な近似であるが、この見積もりている。

から、通常の電子のもつ

/

に対して、

∼ 0.01と評価できる。すなわち、スピン励起は有効
ボルボサイトの縦熱伝導率の温度依存性を示したのが図 2 である。熱伝導率においてもの温度領域で磁的に印加した磁場の~1/100 を有効的に感じて曲げられていると評価できる。

場によって減少する磁場依存性を示すことがわかった。詳細な磁場依存性の解析からこの減少分はスピンによる熱伝導率の寄与を表していることがわかった[4]。

図 3 15 T の磁場下で観測された熱ホール伝導率を温度と磁場で割った量の温度依存性(左軸)と磁化率の温度依存性(右軸)。

図 2 ゼロ磁場と 15 T 磁場下( // )における縦熱伝導率/ の温度依存性。内挿図は測定のセットアップを示している。

7

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

まとめ／今後の展望
本研究からカゴメ格子物質ボルボサイトにおける熱ホール伝導率が、この物質のスピン液体の形成を特徴づける物
理量となっている可能性が示された。一方、この研究とほぼ同時期に行われた別のスピン液体候補物質 Tb2Ti2O7 における熱ホール効果の研究ではスピン相互作用より十分高い温度( ≫ /)からスピン励起によると思われる熱ホール効果が観測され、熱ホール伝導率の大きさもボルボ
サイトで観測された大きさより 4 桁近く大きい値/(∼ 100)が報告された[9]。この両物質における熱ホール伝導度の差の原因は明らかでないが、今後様々なスピン液体の候補物質における熱ホール効果の研究が進むことで、熱ホール伝導度とスピン液体状態の詳細が解明されるものと期待している。

謝辞
本研究は以下の方々(渡邊大樹、杉井かおり、下澤雅明、
鈴木喜貴、矢島健、石川孟、廣井善二、芝内孝禎、松田祐司)との共同研究による成果であり、山田科学振興財団、
東レ科学研究助成、日本学術振興会による科学研究費補助金事業の助成のもとに行われました。ここに感謝の意を表
します。

参考文献
1.

Y. Onose et al., Science 329, 297 (2010).

2.

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3.

R. Matsumoto, R. Shindou, S. Murakami, Phys. Rev.
B 89, 054420 (2014).

4.

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5.

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6.

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7.

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8.

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9.

M. Hirschberger et al., Science 348, 106-109 (2015).

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

8

鉄系超伝導体 FeSe が示す特異な高圧下電子状態相図

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
中国科学院 物理研究所
程 金光
物性研究所 物質設計評価施設
はじめに

上床 美也

図 1 の圧力下電子相図を完成させた。低圧側の測定につい

鉄系高温超伝導体が発見されて以来、その超伝導発現機てはピストンシリンダー型圧力セルを用い、高圧側では定構の解明に向けて様々な研究がおこなわれてきた[1]。特荷重式キュービックアンビルセルおよびクランプ式キューに、超伝導相近傍に反強磁性相および直方晶歪を伴う電子

ビックアンビルセルを用いたが、すべての測定で定量的にネマティック相が存在することから、磁気揺らぎや軌道揺

コンシステントな結果を得ている。常圧で 90 K 程度であっ

らぎなどの複数の発現機構が提唱されており、それらの量た Ts は圧力により急激に減少し、消失する前に磁気秩序相

子揺らぎの協奏の効果など新しい物理が模索されている。

が出現する。圧力上昇とともに磁気相転移温度 Tm は上昇し、鉄系超伝導体の中でも最も単純な結晶構造を有する

4 GPa 程度でブロードなピークを示した後減少に転じ、6FeSe は Tc = 9 K の転移温度を持つ超伝導体であり[2]、非GP 以上で磁気秩序が抑制されるとともに超伝導転移温度

磁性のネマティック秩序を持つことや薄膜化での高温超伝

Tc が急激に増大するという結果が得られた。

導出現、さらには BCS-BEC クロスオーバーの可能性など様々な特異な物性を持つことから、最近非常に着目されている[3]。この FeSe は、高圧力下において超伝導転移温度が 4 倍以上上昇し、38 K に達するという異常な振る舞い示すことが早くから知られていたが[4]、その起源については大きな謎となっていた。その後、SR 測定により圧力誘起の磁気秩序が存在することが明らかとなった[5]。
さらに、最近の単結晶の純良化により電気抵抗測定による磁気転移温度 Tm の測定が可能になった[6]。我々は、キュービックアンビルセルを用いた 10 GPa 級の高圧下輸送現象特性の測定を行い、その圧力下電子相図の詳細を明らかにした[7,8]。その結果、圧力誘起磁性相がドーム状の特殊な形状をしており、6 GPa 以上で磁性相が抑制されるとともに超伝導転移温度が急激に上昇することを明らかにした。さらにホール係数および磁気抵抗測定により、高温超伝導相では反強磁性揺らぎが増大していることを示唆

図 1 本研究により決定した FeSe の圧力下電子相図[7]。構造相
転移温度 Ts 以下では直方晶で面内異方性が大きな電子ネマティッ
ク相が実現していると考えられている。圧力誘起の磁気秩序がTm 以下で現れ、高圧で磁性相が抑制されるところで高温超伝導が実現している。

する結果を得ている。これらの結果は、銅酸化物高温超伝導体の電子相図との共通性が見られ、高温超伝導の起源の解明への、重要な糸口になると考えられる。

ドーム状の磁気秩序相の最高 Tm~45 K は高温超伝導相のTc~38 K と同程度であり、エネルギースケールの近い磁気秩序と超伝導が競合しているという非常に特徴的な電子相実験結果図となっている。このような電子相図は、電荷秩序(電荷密FeSe の純良単結晶試料を用いた電気抵抗率の圧力下温度度波)相と超伝導相が同程度のエネルギースケールで競合し依存性測定から電子ネマティック転移に相当する正方晶-ている銅酸化物高温超伝導体の電子相図との一種の共通性

直方晶構造相転移温度 Ts、超伝導転移温度 Tc、磁気相転移があると考えることができる。さらに、FeSe の高圧下高温

温度 Tm を観測し、それらの圧力依存性を調べた結果より、超伝導相では、電気抵抗率の温度依存性が温度にほぼ比例

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物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

する非フェルミ液体的な振る舞いを示している[7]ことも銅

鉄系超伝導で提唱された複数の量子揺らぎの協奏の効果に酸化物高温超伝導体と類似している点である。また、圧力関して重要な知見が得られるのではと期待している。

下磁場中測定により求めたホール係数は、図 2 に示すように高圧高温超伝導の転移温度以上の常伝導状態において、謝辞

Tc に向かって発散的に増大する振る舞いを示すことも明ら

本研究は、東京大学の水上雄太、下澤雅明、山下穣、電かになった[8]。さらに、磁気抵抗の解析から、通常金属で

気通信大学の松林和幸、京都大学の綿重達也、笠原成、松成り立つコーラー則が破綻しており、むしろ磁気抵抗が田祐司、名古屋大学の紺谷浩、中国科学院の J.P. Sun、ホール角H を用いての tan2H でスケールすることが示さ

G.Z. Ye、オークリッジ研究所の J.-Q. Yan、B.C. Sales のれ、銅酸化物や重い電子系などの反強磁性揺らぎが増大し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た異常金属に共通する物性を示すことが分かった。

ある。なお、本研究は日本学術振興会科学研究費の支援のこれらの結果から、FeSe の圧力下における 4 倍以上高下に行われました。

い転移温度を持つ高温超伝導相は、競合する磁気秩序の抑制に伴う反強磁性揺らぎと密接な関係を示すことが明らか

REFERENCESとなった。これは、鉄系超伝導体の統一的理解に向けての[1] レビューとして、例えば、H. Hosono and K. Kuroki,

重要な結果であると考えられる。

Physica C 514, 399 (2015).
[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] 芝内孝禎, 松田祐司, 固体物理 51, 649 (2016).
[4] S. Medvedev, T. M. McQueen, I. A. Troyan, T.
Palasyuk, M. I. Eremets, R. J. Cava, S. Naghavi, F.
Casper, V. Ksenofontov, G. Wortmann, and C. Felser,
Nat. Mater. 8, 630 (2009).
[5] M. Bendele, A. Ichsanow, Yu. Pashkevich, L. Keller, T.
Strässle, A. Gusev, E. Pomjakushina, K. Conder, R.
Khasanov, and H. Keller, Phys. Rev. B 85, 064517(2012).

図 2 温度圧力相図上にホール係数の値をカラープロットしたもの[8]。低圧においては、超伝導転移直上のホール係数は負であるのに対し、高圧下の高温超伝導相においてはホール係数が正となり、高温から転移温度に向かい発散的に増大する振る舞いが観測された。このような強い温度依存性は、反強磁性揺らぎが強い系で見られるものである。

今後の展開
FeSe 系では Se サイトの一部を等電荷元素の S で置換することにより磁性を発生せずに電子ネマティック転移温
度 Ts を絶対零度まで抑制し、ネマティック量子臨界点を実現できることが知られている[9]。この S 置換系における圧力下電子相図を調べることにより、ネマティック揺ら[6] T. Terashima, N. Kikugawa, S. Kasahara, T.
Watashige, T. Shibauchi, Y. Matsuda, T. Wolf, A. E.
Böhmer, F. Hardy, C. Meingast, H. v. Löhneysen, andS. Uji, J. Phys. Soc. Jpn. 84, 063701 (2015).
[7] J. P. Sun, K. Matsuura, G. Z. Ye, Y. Mizukami, M.
Shimozawa, K. Matsubayashi, M. Yamashita, T.
Watashige, S. Kasahara, Y. Matsuda, J.-Q. Yan, B. C.
Sales, Y. Uwatoko, J.-G. Cheng, and T. Shibauchi,Nat. Commun. 7, 12146 (2016).
[8] J. P. Sun, G. Z. Ye, P. Shahi, J.-Q. Yan, K. Matsuura,
H. Kontani, G. M. Zhang, Q. Zhou, B. C. Sales, T.
Shibauchi, Y. Uwatoko, D. J. Singh, and J.-G. Cheng,
arXiv:1611.07973; Phys. Rev. Lett. (in press).

ぎと反強磁性揺らぎを独立なパラメータとして、この系の[9] S. Hosoi, K. Matsuura, K. Ishida, H. Wang, Y.

超伝導特性に各揺らぎがどのような影響を及ぼしているか

Mizukami, T. Watashige, S. Kasahara, Y. Matsuda,を明らかにできる可能性がある。このような研究により、and T. Shibauchi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113,8139 (2016).

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10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―
ナノスケール物性研究部門

吉田 靖雄、土師 将大（現、京都大学）、長谷川 幸雄

表面に束縛された二次元電子は、ステップや不純物などで散乱され、干渉することによって、電子定在波を形成する。この現象は、およそ四半世紀前に、走査トンネル顕微法・走査トンネル分光法(STM/STS)用いて、貴金属の(111)表面において初めて観察された[1, 2]。最近ではその適応範囲が広がり、非従来型超伝導体[3, 4]、トポロジカ
ル絶縁体[5]、ワイル半金属[6]などにおいて、フェルミ面、
バンド分散、超伝導ギャップの対称性などの性質を調べるために用いられており、(衣を着た電子、準粒子による)準粒子干渉(QPI)計測と呼ばれている。STM は、原子スケー

図 1. 銀の(111)表面において得られた STM 像。
散乱体の周辺に電子定在波が観察されている。

ルで局所的な観察を得意とする手法であるが、この QPI
計測は、定在波によって空間的におこる電子状態の変調か子状態に関する情報を得るには、長周期の電子定在波の観ら、マクロな情報を引き出すという手法であり、角度分解測が必要となり、広い範囲でのトンネルスペクトル測定

光電子分光(ARPES)と相補的な測定手法であると考えらが要求される。一方、ブリルアンゾーン全域の情報を得れている。また、ARPES が不得意とする、フェルミレベ

ようとすれば、原子間隔でのトンネルスペクトル測定がル以上の非占有準位の観察や超低温・強磁場中での測定[4,必要である。よって、長周期の電子定在波が観測できる

7]が可能である。QPI 計測を用いると、STM という一つほどの領域を原子間隔のメッシュで区切った全てのピクの実験手法から、ミクロとマクロの情報を同時に引き出すセルでトンネルスペクトル測定を行うとすれば、とにかことが可能になるため、多電子系の物性研究において近年

く時間がかかる。例えば、測定したい表面の領域を 256

広く用いられ始めている。

行 256 列のメッシュで区切った場合、256x256=65536 点

しかし、その一方で、その普及を妨げる幾つかの問題もの測定が必要となる。一点での IV 特性もしくは、微分伝存在している。まず、物理的に意味のある情報を得るため

導度(dI/dV)の電圧 V 依存性カーブの測定時間に 3 秒かけには測定するデータ数が膨大になる点である。低波数の電るとすれば、全点の測定を終えるには、55 時間を要する。

実空間

q 空間

フ ーリ エ変換

図 2. 銀の(111) 表面において得られた局所状態密度像と，その二次元フーリエ変換によって得られた散乱ベクトルパターン。
パラボリックな等方的バンド分散を反映して、円形の散乱ベクトルパターンが現れる。

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物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

また、この長い測定時間内に複雑な熱的なドリフトの影響域しか占めないために、所謂スカスカなデータとなる。そを受けると、測定結果の解析が困難となるため、熱ドリフのため、スパースモデリングの適応が可能となるのである。

トが極端に少ない安定性の高い STM が必要となる。この我々は銀(111) 表面において QPI 計測を行い、その実空

ため、熱によるドリフトが大きい室温での測定は困難であ間のデータを間引いていくことで、どこまで元データと同り、通常は液体ヘリウムを用いて極低温において測定が行じ q 空間の情報が得られるかの検証を行った[8]。この検われる。更に、長時間の測定を必要とすることから、近年証を行う中で、すぐに明らかになったのは、周期的にデー価格が上昇傾向にある液体ヘリウムが大量に必要となり、タを少なくすると、繰り返し雑音(エイリアシング)と呼ばコスト面でも困難な点が存在する。このような条件から、れるアーティファクトが現れることである(図 3(a))。これ

QPI 計測は低温 STM を所有していれば誰でもできるといは、実際に観測する必要がある定在波の波長より、測定す

うところまでは達しておらず、特に国内では非常に限られるピクセルの間隔が大きくなると、ピクセル間隔に相当すたグループでのみ行われている。しかし、QPI 計測がよりる波数での折り返しが生ずることによる。この問題は、周手軽に行えるようになり、更には室温での測定も可能にな

期的ではなくランダムにデータを減らすことで解決される

れば、物質科学の進展に大きく寄与できる可能性を秘めてことが明らかになった(図 3(b))。しかし、このランダムにいる。

減らされたデータを、q 空間のデータに変換する際に、最我々はこの QPI 計測の長い測定時間を短縮することが小二乗法的な手法を用いることから、全体的にホワイトノ

できないかと思案する中で、東大新領域の岡田真人教授とイズが増加する(図 3(b))。ここで、スパースモデリングが議論を行い、スパースモデリングこそが、解決の糸口とな効果を発揮する。

るという結論に至った。スパースモデリングとは、観測を一般的な QPI 計測において、実空間と散乱ベクトル空するデータの内で、実際に必要とされる真のデータが少な間の間は、フーリエ変換によって繋がれており、実空間のく、得られたデータが実質的にはスカスカである(データ

観測 y から、q 空間の解 x を求める連立一次方程式と考えがスパース性を持つ)場合に適応が可能となる。QPI 計測

ることができる。しかし、データを間引いてしまうと、実では、STS を用いて定在波による局所状態密度の空間変空間と q 空間を繋ぐ連立方程式が、式の数が解の数より少調を観察し、各エネルギーでの実空間画像に二次元フーリない不定方程式となってしまい、解が一意に決まらない。

エ変換を施すことで、それぞれのエネルギーでの定在波のそのため、一般的なフーリエ変換は使うことができなくな波長に対応した散乱ベクトル q=ki–kf の分布が得られる。

る。そこで、上では最小二乗法により解を求める手法を用

この q 空間におけるエネルギーに依存した散乱ベクトルパ

いた。ここで、今回のように、データがスパースであるとターンこそが、欲しい情報となる。例えば、今回我々が用いう仮定が成り立つならば、Least Absolute Shrinkage

いた銀の(111)表面では、パラボリックな等方的バンド分

and Selection Operator(LASSO)と呼ばれる手法を用いて散に対応した円形の散乱ベクトルパターン(図 2 右)が得らスパースな解を選び出すことが可能となる。この LASSO

れる。この散乱ベクトルパターンは、q 空間の限られた領を施し、データの再構築を行った結果が図 3(c)に示されて

a

b

c

図 3 (a)元画像（図 2 左）を 1/9 まで周期的にダウンサンプリングした局所状態密度像のフーリエ変換像。繰り返し雑音が観察されている。 (b) 1/9 までランダムにダウンサンプリングした局所状態密度像を、最小二乗法的な手法を用いて再構築した散乱ベクト
ルパターン。ホワイトノイズの増加が著しい。 (c)(b)と同じ局所状態密度像にスパースモデリングを適応して再構築された散乱ベ
クトルパターン。ノイズの増大もなく、元データ（図 2 右）に近い散乱ベクトルパターンが得られている。

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12おり、元データの約 1/9 のデータ数でも、元データと同程

参考文献

度の必要な情報が得られるということが明らかになった。

[1] Y. Hasegawa, and P. Avouris, Phys. Rev. Lett. 71, 1071

これは、少なくとも 銀の(111) 表面の定在波に関しては、
長い QPI 計測の測定時間を 1/9 まで落とせることを意味しており、QPI 計測の高速化が実現可能であることを示して(1993).
[2] M. Crommie, C. Lutz, and D. Eigler, Nature 363, 524(1993).

いる。また、散乱ベクトルパターンの散乱ベクトル空間に[3] J. E. Hoffman, et al., Science 297, 1148 (2002).

おける解像度は、実空間での測定範囲の広さに比例して高[4] T. Hanaguri, et al., Science 323, 923 (2009).

くなるため、この手法を用いて、同じ測定時間で、できる[5] T. Zhang, et al., Phys. Rev. Lett. 103, 266803 (2009).

限り広い範囲での測定を行うならば、高分解能化も可能と[6] H. Inoue, et al., Science 351, 1184 (2016).

なることを示している。現在は、本研究で明らかになった[7] M. Hamidian, et al. Nature 532, 343 (2016).

ランダム計測の有効性を確かめるべく、ランダムな QPI[8] Y. Nakanishi-Ohno, et al., J. Phys. Soc. Jpn. 85, 093702

計測を行い、スパースモデリングにより解析を行うという(2016).

研究が進行中である。この手法が確立すれば、将来 QPI
計測がより一般的な測定手法になる可能性を秘めている。
近年、データ駆動科学と呼ばれる学融合的な分野が注目を集めており、通常は別々に研究することの多い様々な分
野の自然科学の研究者と情報科学の研究者が共同参画し密接に連携している。データ駆動科学は、自然科学で得られる高次元の計測データから効率的に科学的知見を得るために、分野によらない普遍的な方法論を探求する。本研究では、生物学や地学を中心に発展したスパースモデリングと呼ばれるデータ解析の方法論を、我々の手法である
STM/STS に適用した。このような手法が、物性物理学においても有効であることを示した本研究は、データ駆動型
物質科学の嚆矢となるであろう。

謝辞
本研究は東京大学大学院新領域創成科学研究科岡田研究室の中西(大野)義典氏(現、東京大学大学院総合文化研究科)助教と岡田真人教授、東京大学大学院総合文化研究科の福島孝治教授との共同研究として行われた。研究における主な解析手法の考案と改良・計算は中西氏、土師将大氏
によって行われた。本研究は、科研費新学術領域研究「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」(公募研究：極低温走査トンネル顕微鏡を用いた物性物理学実験へのスパースモデリングの適用、研究代表：吉田靖雄)の支援のもとに行われた。

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物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

ナノスケール物性研究部門

小森研究室 博士課程三年髙橋 文雄

この度、2016 年 8 月 28 日から 9 月 2 日の日程で、フラしながら、原子層レベルに薄い試料を作製することの難し

ンスはグルノーブルで開催されました国際会議“European

さから、系の構造や次元性、原子サイトの違いといったもConference on Surface Science (ECOSS-32)”におきましのが電子・磁気状態に与える影響は現在まで明らかにされて、“Influence of atomic-scale disorder on ferromagnetism

てきませんでした。そこで物性研での三年間は、原子層膜

of monatomic-layer iron nitride”の題目で講演を行い、レベルで高品質な ’-Fe4N 試料の作製法を確立するとと

SFV “Michel Cantarel” student grant を受賞しました。

もに、その電子・磁気状態の評価による物性の根源的理解

ECOSS-32 は欧州表面科学分野最大の国際会議であり、を目指した研究を行ってきました[1,2]。

本賞は博士課程の学生による口頭・ポスター発表の中で最も優れた 5 件に贈られ、閉会式において賞状および賞金がその一環として今回の受賞対象である、鉄窒化物単原子

授与されました。博士課程における研究が国際的に高く評

層膜において原子レベルの構造欠陥が系の電子・磁気状態

価された喜びとともに、小森研究室を始めとする共同研究に与える多大な影響というものを解明しました[3]。測定者の方々からの長きにわたるご支援に深く御礼申し上げまには、原子分解能で試料の表面構造と電子状態を同定するす。

ことができる走査トンネル顕微鏡/分光法と、試料の平均的磁化の元素選択的・定量的な解析が可能な X 線吸収/磁

私は博士課程を通して、次世代レアメタルフリー高性能

気円二色性と呼ばれる相補的な二つの手法を用いました。

磁石の候補物質である強磁性鉄窒化物 ’-Fe4N の研究に

このアプローチは、物性に関して得られる情報量の多さゆ

従事してきました。この系は大きな飽和磁化や高いスピン

え単原子・単分子から薄膜磁性研究まで幅広く使われてい偏極度に代表される優れた強磁性的性質を示すことで知らるものです。本研究で得られた最も重要な知見としては、れ、その起源は窒素原子を鉄結晶格子内へ導入することよ

平均的な構造解析では判別がつかないわずかな構造差といる格子拡張および鉄・窒素原子間の状態混成にあります。

うものが、実は系の電子・磁気状態を大きく変調していた

様々な汎用基板への整合成長性が良いため、これまでは厚ということがあります。通常の薄膜磁性研究では、構造解膜試料を用いた物性研究が盛んに行われてきました。しか析手法として低エネルギー電子線回折(LEED)に代表され構造欠陥を含む表面における鉄の電子状態変調の概念図。上部に示した原子構造モデルと比較すると、形状像で暗くイメージされる部
分では鉄原子が一つ抜け落ちていることが分かる。点欠陥周りの点線で示されるような広範な領域で、鉄の電子状態が欠陥のない表面のそれに比べて大きく変調されていた。

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る、表面の平均的な構造対称性や規則度を同定する手法を用い、試料の構造や質などが議論されます。しかしながら今回の研究では、この LEED では分からないレベルの原子点欠陥が、実は周囲の電子状態を広範に変調しており、それが磁気モーメントを大幅に減少させていることが明らかとなりました。この結果は、今までの薄膜磁性研究では見過ごされてきた原子レベルでの構造・電子状態解析の重要性を実証したという点で、磁性分野における一般的な知見を与えたと期待しています。

以上、受賞対象を含めた博士課程での研究を簡単に紹介させて頂きました。鉄窒化物の構造と電子・磁気状態との関係を微視的・巨視的両側面から明らかにしただけでなく、将来的な低次元物性研究の指針となりうる研究に携われたことは、自分にとって大きな財産となりました。今後も博士課程で培った経験を活かしながら、基礎・応用両面において低次元物性研究を進めていきたいと思います。

参照文献
1. Y.

Takahashi,T.

Miyamachi,

K.

Ienaga,N.

Kawamura, A. Ernst, and F. Komori, “Orbital
Selectivity

in

Scanning

Tunneling

Microscopy:

Distance-Dependent Tunneling Process Observed in
Iron Nitride”, Physical Review Letters 116, 056802(2016).
2. Y. Takahashi, T. Miyamachi, S. Nakashima, N.
Kawamura, Y. Takagi, M. Uozumi, V. Antonov, T.
Yokoyama, A. Ernst, and F. Komori, “Thicknessdependent electronic and mangetic properties of ’Fe4N atomic layers on Cu(001)”, arXiv:1702.01509(2017).
3. Y. Takahashi, “Electronic and magnetic structures ofiron-nitride atomic layers on Cu(001)”, PhD thesis,
The University of Tokyo (2017).

15

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

国際会議 IVC-20 において IUVSTA-VASSCAAElsevier Student Award を受賞してナノスケール物性研究部門

長谷川研究室土師 将裕

この度、2016 年 8 月 21 日～26 日に Busan Exhibition

Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用の符号は同じであること

Convention Center (Busan, Korea)にて行われた国際会議を明らかにしました。また、W(110)上に形成された他の20th International Vacuum Congress (IVC-20) に て 、

磁性薄膜と比較すると、全ての薄膜において“Determination of the chirality of spin spiral magnetic

Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用の符号は等しいことがわ

structures on Mn thin films on W(110) by spin-polarized

かり、ここから、その符号の決定には W 基板が大きく寄STM”という講演を行い、IUVSTA-VASSCAA-Elsevier

与している可能性を示しました。本研究において、カイラ

Student Awards を受賞いたしました。今回で 20 回目をル磁性の形成における基板の重要性を示すことができ、カ数える IVC は、三年に一度行われる表面科学分野におけイラル磁性の形成に対する理解を深める一助となることがる世界最大の会議であり、今回は約 1350 件の講演があり期待されます。また、本研究内容は、Physical Review B

ました。以下では、受賞対象となった研究内容に関して簡95, 060415(R) (2017)に掲載されております。

単に説明いたします。
近年、スカーミオンやらせん磁性と呼ばれる「ねじれた磁気構造」が、スピントロニクスへの応用が期待できるこ

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、物性研究所ナノスケール物性研究部門の長谷川幸雄
准教授と吉田靖雄助教に深く感謝申し上げます。

とから、基礎・応用の両側面から大きな注目を集めております。このような複雑な磁気構造の形成には、空間反転対
称性の破れとスピン軌道相互作用から導かれる
Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用が大きな役割を担っていることが知られています。特に、重い元素基板上に形成された磁性薄膜においては、界面における空間反転対称の破れと重い元素のスピン軌道相互作用から、
Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用が有効に働くため、数多くの系でねじれた磁性が実現されることが報告されています。Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用によって形成された
磁気構造は、その符号によって右巻きもしくは左巻きのど
ちらか一方のみの回転方向を持つ(カイラリティを持つ)ことから、「カイラル磁性」と呼ばれています。しかしながら、どのような起源でカイラル磁性の回転方向が決定され

図 授賞式の様子(左端)ているかは明らかではなく、より多くの系統的な実験が必要になります。
本研究では、W(110)上の Mn 薄膜で形成されるらせん
磁性に着目しています。W(110)上の Mn 薄膜は、単層から二層へ膜厚を変化させると、異なるらせん磁気構造を示すという非常に面白い性質を持っています[1, 2]。単層及び二層 Mn 薄膜の回転方向を、スピン偏極走査トンネル顕[1] M. Bode et al., Nature 447 190 (2007).
[2] Y. Yoshida et al., Physical Review Letters 108, 187205(2012).

微鏡と呼ばれる原子レベルで表面の磁気構造を明らかにできる手法を用いて、実験的に決定いたしました。その結果、
単 層 及 び 二 層 Mn 薄 膜 の 回 転 方 向 に 寄 与 す る■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

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第 40 回応用物理学会講演奨励賞を受賞して笠松 秀輔
このたび、2016 年 3 月に東京工業大学大岡山キャンパ

すが、韓国料理がおいしすぎてその 3 ヶ月で 10 キロ近く

スで行われた第 63 回応用物理学会春期学術講演会にて太ってしまい、今でも韓国以前の体重までは戻すことがで行った口頭講演、「強誘電体薄膜のドメインダイナミクス

きていません。

と負のキャパシタンスの第一原理計算」に対して、第 40

計算対象とした強誘電体薄膜が示す負のキャパシタンス

回応用物理学会講演奨励賞を受賞しました。応用物理学会

については、ソウル大の薄膜デバイスの専門家であるとこの講演奨励賞の規模感をお伝えするために幾つか数字

Cheol Seong Hwang 先生に教えてもらいました。第一原を挙げますと、2016 年春期講演会では 3725 件の一般講演

理計算で計算出来るモデルの時空間スケールは限られておと 48 件のシンポジウム講演があり、そのうち 797 件が事り、実デバイスに対して言えることはどうしても限られま前の申請により審査対象となり、38 名が講演奨励賞に選す。そのため、このテーマについて博士課程在学中は十分出されました。

な計算ができず、論文を通すことができなかったのですが、本研究では、ナノメートルスケールのキャパシタに電圧

幸い、物性研に着任してからも他のテーマと平行してこのを印加したシミュレーションを行うための第一原理計算手

テーマを続けることができました。最終的には、Hwang法を考案し、常誘電体／強誘電体薄膜 2 層キャパシタに適先生の熱意と知識欲・理解欲あふれるメール攻撃と、物性用しました[1-3]。これによって、電圧印加下での強誘電分野に特化した計算インフラとして世界最高レベルである体における分極ドメイン構造の変化と、実験で観察されて物性研スパコンのおかげで、論文を出版することができまいる「負のキャパシタンス」発現の第一原理シミュレー

した。

ションに初めて成功しました。物性研・工学系研究科共同

今回受賞した研究は、博士課程の延長という色合いが強でプレスリリースを打ち、物性研だより第 56 巻第 2 号でいものでしたが、今後は、物性研発の成果をもっと挙げては解説記事を書かせて頂いたので、詳しい内容については

いきたいと思っています。実験家の皆様とももっと交流をそちらをご参照頂ければと思います。

深めていけたら幸いです。

本研究で用いた計算手法は、工学系研究科マテリアル工学専 攻 の 博 士 課 程在 籍 1 年 目 に 、 ソ ウ ル 国 立大学の参考文献

Seungwu Han 先生の元に 3 ヶ月滞在して考案・開発した

1.

学前後の時期だったかと思いますが、指導教員である渡邉

2.

聡先生に呼び出され、いきなり「ソウル大の Han 先生は切れ者なのでためになると思う。何ヶ月か韓国に行ってこないか」と言われたときは驚いたものです。専攻が交流の

S. Kasamatsu, S. Watanabe, and S. Han, Phys. Rev.
B 84, 085120 (2011).

ものを、その後発展させてきたものです。博士後期課程進

S. Kasamatsu, S. Watanabe, and S. Han, Phys. Rev.
B 92, 115124 (2015).

3.

S. Kasamatsu, S. Watanabe, C. S. Hwang, and S.
Han, Adv. Mater. 28, 335 (2016).

ための予算(日本学術振興会アジア拠点プログラム)を取ったのがきっかけだったのですが、当初は研究テーマすら決めていませんでした。韓国に着いてみると、Han 先生に呼び出され、「こんな風にするとそれほど大きな計算コス
トをかけずにバイアス電圧を考慮できる気がするのだけれど」といわれて議論がスタートしました。結果的にこの3 ヶ月は大変有意義なものになり、送り出してくれた渡邉先生を始めとし、韓国で迎えてくれた Han 先生および学生の皆さんには感謝してもしきれません。ちなみに余談で17

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

第 40 回応用物理学会講演奨励賞を受賞して極限コヒーレント光科学研究センター・板谷研究室・博士課程 1 年 齋藤 成之
この度、2016 年 3 月に東工大で行われた第 63 回応用物発生した高調波をアト秒分光へと応用するに当たっては、理学会春季学術講演会にて、「極紫外アト秒パルスの赤外

高調波の時間波形の測定が必須となります。しかし、これ電場によるストリーク計測」と題した講演を行い、第 40まで 0.8 μm より長波長の赤外光源から発生した高調波の回応用物理学会講演奨励賞を受賞する名誉にあずかりまし

時間波形を、信頼性の高い手法で直接測定した例はありまた。この場をお借りして、講演内容について、簡単に説明せんでした。その原因の一つとして、高調波の光量がレーさせていただきます。まず研究の背景としまして、近年、

ザー波長の 5-6 乗に反比例して減少するという事実が挙げ

超短パルスレーザーを用いたポンプ・プローブ法により、られます。少ない光量で高調波の時間波形を測定するのは-15 秒)領域での超高速分光が盛んに行われフェムト秒(10困難であり、そもそも赤外光源ベースで時間波形測定が可ています。さらに、2000 年代以降、フェムト秒レーザー

能かどうかは自明ではありません。このため、フィージビ

を希ガスに集光して極紫外光を発生させる、高次高調波発

リティースタディーとして、波長 1.7 μm の赤外光源を用-18 秒)オーダーの時間幅の生(図 1)によって、アト秒(10いてアト秒の高次高調波を発生させ、その時間波形を測定

光パルスが作り出せるようになり、アト秒領域での電子ダし、赤外光源のアト秒科学における有効性を実証すること

イナミクスの実時間観測が可能になりつつあります。

を目指して研究を行いました。

従来のアト秒分光では、実用的な高調波の光子エネル

実験では、BIBO-OPCPA から得た赤外光をアルゴンにギーは極紫外(10-100 eV)であったため、放射光施設等で集光し、極紫外の高調波(光子エネルギー100 eV)を発生

行われている各元素の吸収端を利用した軟 X 線領域(100-

させ、高調波の時間波形をアト秒ストリーク法で測定しま

2000 eV)の測定手法を用いることは困難でした。そこで、した。アト秒ストリーク法は、高調波と赤外光を希ガス原

レーザーベースの光源としては未踏の軟 X 線へアト秒分光子に集光し、その光電子スペクトルを測定しつつ、高調波を拡張することが期待されています。これが実現すれば、と赤外光の遅延を掃引する手法です。遅延ごとの光電子ス

光触媒、太陽電池等において重要な電子励起や電荷移動のペクトルの 2 次元マップ(スペクトログラム)に対して、初期過程を元素選択的に実時間観測する道が拓かれると考FROG-CRAB 法と呼ばれるアルゴリズムを適用することえられます。

によって、高調波の時間波形を再構築できます。この手法

高調波の最大光子エネルギーは、希ガスに集光するレーはチタンサファイアレーザーベースの実験で広く用いられザー波長の 2 乗に比例することが知られており、長波長のており、アト秒科学における最も基本的な測定手法となっ

高強度レーザーを用いれば、軟 X 線の高調波を得ることがています。上述の高調波の光量の問題のため、十分な S/Nできます。例えば、従来高次高調波発生に用いられてきた比を得るためには、数時間の連続測定が必要でしたが、近赤外(波長 0.8 μm)のチタンサファイアレーザーに比べ、レーザー光源の調整により、高調波発生を安定化し、十分

板谷研で開発された赤外(波長 1.7 μm)の BiB3O6 結晶を用に時間波形の情報を抽出できるスペクトログラムの観測にい た 光 パ ラ メ ト リ ッ ク チ ャ ー プ パ ル ス 増 幅 器 (BIBO-

成功しました。

OPCPA)を用いることにより、高調波の最大光子エネル
ギーを 4 倍以上に伸ばすことが期待できます。

図 1. 高次高調波発生の概略図。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

18

図 2. (a)測定されたスペクトログラム。FROG-CRAB 法で再構築した(b)スペクトログラム、(c)高調波のスペクトル、(d)時間波形。

得られたスペクトログラム及び FROG-CRAB 法による

[1] Nariyuki Saito, Nobuhisa Ishii, Teruto Kanai,

再構築の結果を図 2 に示します。スペクトログラムには、

Shuntaro Watanabe, and Jiro Itatani, “Attosecond

単一アト秒パルスを示唆する赤外電場による光電子スペク

streaking measurement of extreme ultraviolet pulses

ト ル の 明 瞭 な 変 調 が 観 測 さ れ ま し た 。 ま た 、 FROG-

using a long-wavelength electric field,” Scientific

CRAB からは、高調波のパルス幅は 449±27 as であるこ

Reports 6, 35594 (2016).

とが分かりました[1]。 これは世界で初めて 0.8 μm より長波長の光源から発生させたアト秒高次高調波パルスの時間波形を計測したものであり、赤外光源によるアト秒分光の大きな可能性を示した点で意義深いものであると言えます。
将来的には、軟 X 線、具体的には炭素 K 吸収端(284 eV)において同様の手法に挑戦したいと考えています。炭素は次世代エレクトロニクスや人工光合成等で重要な構成元素であり、このエネルギー領域でのアト秒分光の確立は応用上大きな意味を持ちます。本研究で得られた高調波光量と計測時間を考慮し、さらに実験系にいくつかの改善等を行
えば、軟 X 線におけるアト秒ストリーク測定は実現可能という見通しが得られています。また軟 X アト秒ストリーク
計測と並行して、超高速軟 X 線吸収分光の物性応用も行う
予定でおります。
最後に、このような栄誉ある賞を頂けましたのも、ひとえに板谷治郎 准教授、石井順久 助教をはじめとする諸先
生方や、同僚、家族の惜しみないサポートのおかげです。
この場をお借りして深く感謝申し上げます。

19

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

国際会議 ISUPTW2016 において Best Conference
Paper Award を受賞して極限コヒーレント光科学研究センター

小林研究室

玄 洪文

The 8th International Symposium on Ultrafast

power scaling of DUV laser, as well as the Nd-doped

Phenomena and Terahertz Waves (ISUPTW 2016) inlasers and Ti:Sapphire lasers. Thus, a high power

Chongqing, China

fundamental power at longer wavelength is necessary for

on

Oct.

10th,

which

was

an

international symposium organized by Chinese Academy

obtaining a high power UV and DUV laser.

of Sciences (CAS) and the Optical Society of America

Solid-state lasers such as the slab amplifier, the thin

(OSA) , evolved 150-300 participants every 2 years. On

disk amplifier and the single crystal fiber (SCF)

ISUPTW 2016 in Chongqing, there were more 200

amplifier had demonstrated their ability of achieving

participants and 8 persons won Best Conference Paper

hundreds of watts average output power. We have alsoAward. The paper with the title of “High power Yb:YAG

already obtained 300 mW average power of DUV laser atceramics laser and diamond Raman laser for frequency

193 nm by use of a SCF amplifier as the fundamental [2].

conversion to DUV.” won the Best Conference Paper

This time we used a Yb:YAG ceramics rod amplifierAward on this symposium. The content is about the high(Φ=1mm, L=40mm) with a double-pass configuration[2].

power Yb:YAG amplifier and new method by use of

The pump source was a 110 W laser diode (105μm,

Raman laser to generate high power DUV laser at 193

NA=0.22) at the wavelength of 940 nm. The seed laser

nm that was carried out in Kobayashi Lab during lastfor the Yb:YAG was at

two years. The awarded contents will be introducedwith the pulse duration of 10 ns. The highest output of

simply as following.

the Yb:YAG ceramics amplifier is 27 W at 1030 nm under

Extreme ultra-violet (EUV) laser lithography at 13.5

the repetition rate of 10 kHz

the pump power of 116.3 W at 940 nm when the seed

nm is now the most expected powerful technology to

power of 1.25 W using a double passachieve the sub-10 nm node in the following years.

configuration as shown in Fig 1.

amplification

However, it still takes a long time to overcome the power
consumption and the throughput problems. ArF excimer
laser at 193 nm with narrow-linewidth and highcoherence is a profitable light source for interference
lithography as a substitute towards the sub-10 nm node
before EUV is ready[1]. Hence, the generation of deep
ultraviolet (DUV) laser at 193 nm for seeding the hybrid
ArF excimer laser is a necessary and important topic.
Currently, the most popular method to generate
ultraviolet (UV) or DUV laser is the frequency conversion
scheme in nonlinear crystals such as second harmonics
generation (SHG), sum frequency generation (SFG). In
the past decades, it took a lot efforts for many studies togenerate UV or DUV laser at 193 nm mainly focused on
the Nd-doped lasers, Ti:Sapphire lasers or fiber lasers as
fundamental. However, the reported fiber laser was
running at CW mode or at lower power level, limiting the■ ■■ ■ ■■ ■Fig.1 Yb:YAG SCF amplifier power pumped by a higher power
LD at 940 nm.

We used the same LBO and CLBO crystal for SHG
and FHG, respectively, as those in Ref. [2]. SHG and
FHG powers were both demonstrated under the higher
fundamental power of Yb:YAG ceramics laser. 15 W of
515 nm and 6 W of 258 nm were obtained, respectively.
The conversion efficiency is more than 65% for the SHG
and 40% for the FHG from 515 nm to 258 nm.

物性研だより第 57 巻第 1 号

20

We used the above Yb:YAG ceramics laser and anlight was 4.2 W. The slope efficiency with 50% OC wasexternal cavity figure to achieve the Raman laser

approximately 23%, which is a satisfactory value

oscillation. The experimental setup is demonstrated incomparing to the previous reports.

Fig. 2. In the setup, the light at 1030 nm from theThis was a primary experiment for our next step of

Yb:YAG amplifier was the pump. A convex focal lenschoosing suitable high power pump and high power(f=150 mm) was used to focus the pump beam to theRaman wavelengths to generate DUV laser at 193 nm.

surface of the diamond from the radius of ~700 μm. The

However, 1420 nm is still an interesting wavelength

Raman material is a CVD diamond with the dimension

because its FHG is 355 nm, which is a common but usefulof 6×6×1.5mm3 and anti-reflection (AR) coating at 1030

UV wavelength in laser machining.

nm. The pump laser went through the diamond crystal

This time we reported a 27 W Yb:YAG ceramics rod

direction of <110> which is the crystal axis. The laser

type laser at 1030 nm . The SHG to green and FHG tocavity is a linear and short cavity with the length of 25

UV laser power were 15 W and 6 W, respectively. A

mm. The radius of the input mirror (M1) was 75 mm and6×6×1.5mm3 CVD diamond was used as the Ramanthe radius of the output coupler (OC) mirror was 50 mm.

crystal in an external cavity pumped by this laser. The

The coating for the input mirror was high transmission

highest power of 0.586 W was obtained at the 2nd Stokes(HT) at 1030 nm and high transmission (HR) at both oflight at 1420 nm. To the best of our knowledge, it is thethe 1st and 2nd Stokes wavelength which is 1194 nm andfirst time to achieve this wavelength by use of diamond

1420 nm. The OC mirror was coated with HR coating at

Raman

1030 nm and 1194 nm. Three different values of the

wavelengths will be studied in future for 193 nm laser

outputgeneration.

transmission

at

1420

nm

were

tried

laser.

Appropriate

pump

and

Raman

experimentally which is 5%, 20%, and 50%.

Fig.2 Setup of the external cavity diamond Raman laser (HWP: half wave plate)

After the Raman laser cavity, two reflection mirrors
were used to remove the residual power of pump laser at
1030 nm and the tiny power of the 1st Stokes laser at
1194 nm for diagnostic of the generated 2nd Stokes laser.
The Raman laser could easily achieve lasing at the pumplaser power more than 1.25 W shown in Fig. 3. The
threshold was difference for 3 OCs, which was around 1.5
W. It also depicted a higher OC corresponding to a higher
threshold. To avoid the damage inside the cavity, thepump power for 5% and 20% OC was limited to 3.0 W. At
the same pump of 3 W, the output power of the Raman

Fig. 3 Output Power of 2nd Stokes (1420nm) vs. Pump power

laser at 1420 nm was 130.6 mW, 293 mW and 325 mW
by use of 5%, 20% and 50% OC, respectively. The highest
output power of 1420 nm was 0.586 W when the pump

21

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

References[1] S. Tanaka, M. Arakawa, A. Fuchimukai, Y. Sasaki,
T.Onose, Y. Kamba, H. Igarashi, C. Qu, M. Tamiya, H.
Oizumi, S. Ito, K. Kakizaki, H. Xuan, Z. Zhao, Y.
Kobayashi, H. Mizoguchi, "Development of highcoherence high power 193nm laser ",in Proc. SPIE(San Francisco, CA, 2016),972624[2] H. Xuan, Z. Zhao, H. Igarashi, S. Ito, K. Kakizaki, andY. Kobayashi, "300-mW narrow-linewidth deepultraviolet light generation at 193 nm by frequency
mixing between Yb-hybrid and Er-fiber lasers," Opt.
Express 23, 10564-10572 (2015)[3] R. Williams, O. Kitzler, A. McKay, and R. Mildren,"Investigating diamond Raman lasers at the 100 W
level using quasi-continuous-wave pumping," Opt.
Lett. 39, 4152-4155 (2014)[4] J. Feve, K. Shortoff, M. Bohn, and J. Brasseur, "Highaverage power diamond Raman laser," Opt. Express
19, 913-922 (2011)■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

22日本中性子科学会奨励賞を受賞して中性子科学研究施設

益田研究室

左右田 稔

この度、私が研究している「中性子散乱による磁性とい、磁性と誘電性の新奇関係を解明しました。その結果、誘電性の新奇関係の研究」の成果に対して、第 14 回日本(1)プロパースクリュー磁気構造を持つマルチフェロイッ

中性子科学会奨励賞を頂きました。私は名古屋大学修士

ク物質の起源解明、(2)磁性イオンを持つリラクサー誘電課程の頃より、中性子散乱を用いて磁性、強相関電子系体における特異な超常磁性、(3)スピン・ネマティック相物質の研究を行ってきており、現在も中性子散乱による互作用起源の磁気異方性といった研究において新たな磁性固体物理学の研究を継続しております。しかし、2011 年と誘電性の関係性を発見することに成功しました。下記にの東日本大震災以降、日本原子力機構の JRR-3 での実験は、それぞれの研究で明らかになった特異な磁性と誘電性ができなくなり、中性子散乱実験のマシンタイム確保のの関係について簡単に述べます。

ため、J-PARC、海外施設での中性子研究を行うことになりました。海外中性子施設での実験を頻繁に行うことがで(1)プロパースクリュー磁気構造を持つマルチフェ

きたのは、東京大学における大学共同利用旅費による海外ロイック物質の起源解明

実験支援プログラムのサポートのおかげであります。この

サイクロイダル磁気構造を持たないマルチフェロイック

場を借りて深く感謝申し上げます。また研究成果は、特定物質 CuCrO2 に注目し、電場中・磁場中偏極中性子回折実

領域研究「フラストレーションが創る新しい物性」のポス験を行うことによって発現機構を解明した研究です。プロ

ドクとして大阪大学に所属していた頃に行っていた研究と、

パースクリュー磁気構造をもつ CuCrO2 に対する電場中偏東京大学物性研究所益田研究室で行っている研究によって極中性子回折実験[2]を行った結果、低対称性結晶構造に得られたものです。益田隆嗣先生、廣田和馬先生、木村剛

おけるスピン依存 d-p 混成モデルで CuCrO2 の強誘電性が先生、若林裕助先生をはじめとして数多くの方との共同研説明可能であることを明確にしました。spin helicity だけ究であり、深く感謝申し上げます。

ではなく、磁気ドメイン、酸素配置(結晶構造ドメイン)を全て考えることで実験結果を説明できます。さらに磁場中

電気と磁気の交差相関が、近年精力的に研究されており、偏極中性子回折実験[3]を行った結果、磁場印加によりプ

電場印加による磁性の変化、磁場印加による誘電性の変化

ロパースクリューからサイクロイダル磁気構造に変化するといった電気磁気効果は、基礎・応用両面において重要なことがわかり、この系の強誘電性と磁性の関係をより明確

研究テーマとなっています。大きな電気磁気効果を示す物

なものにできました。

質として、(反)強磁性と(反)強誘電が共存するマルチフェ
ロイックスが精力的に研究されており、多くのマルチフェ(2)磁性イオンを持つリラクサー誘電体における特ロイック物性がサイクロイダル磁気構造などの特異な磁気

異な超常磁性構造を起源とする事が明らかになっています。我々も以前

磁性イオンをもつリラクサー誘電体(リラクサー磁性体)

より中性子散乱を用いたマルチフェロイックス研究を行っにおいて、polar nanoregion (PNR)を起源とする新奇超常ており[1]、螺旋スピンの右巻き・左巻きカイラリティー

磁性を発見した研究です。この研究では、単結晶を用いたが電場によって制御可能である事を直接的に明らかにして

中性子回折実験を行うことで、PNR に起因する核散漫散

きました。スパイラル磁気構造起源のマルチフェロイック

乱と短距離磁気秩序を同時に直接観測できます。ペロブス物質に対する物質開発が進められている一方で、我々は新カイト格子系のリラクサー磁性体(1-x)BiFeO3-xBaTiO3

たな誘電性と磁性の関係を探索することも重要であると考では、磁気相関長が PNR によって制限されるため、磁気え、磁性と誘電性の新奇関係を探索しています。研究では、ドメインもナノサイズの大きさを持ち、そのナノ磁気ドメ

構造と磁性をともに観測できる中性子散乱の特徴を生かし、インが超常磁性の振舞いを示すことを明らかにしました。

弾性・非弾性中性子散乱実験、偏極中性子回折実験等を行[4] さらに、三角格子をもつリラクサー磁性体 LuFeCoO423

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

においても PNR 起源のナノ磁気ドメインが超常磁性を示すことを明らかにできました。[5] 結晶構造の異なるリラ
クサー磁性体において、ともに PNR 起源の超常磁性が観測されており、構造に不均質を持つリラクサー磁性体における磁性・誘電性の関係という新たな研究分野を開拓した研究となっています。

(3)スピン・ネマティック相互作用起源の磁気異方性
マルチフェロイック物質 Ba2CoGe2O7 における磁気異方性がスピン・ネマティック相互作用に起因するものである
ことを発見した研究です。Ba2CoGe2O7 では、Co サイトのスピン四極子(スピン・ネマティック)は電気分極と等価となり、誘電的性質をスピン・ハミルトニアンの枠組みの中で解析することが可能となります。この研究において、磁化で観測された磁気異方性や中性子散乱測定での磁気異方性ギャップをスピン・ネマティック相互作用によって定量的に解析することに成功しました。[6] さらに、スピン・ネマティック相互作用に起因する電気磁気効果も明らかにすることができました。[7] これは、連続的にスピンの方向を電場で制御できる新規電気磁気効果であります。
上記で述べた 3 つの研究は、磁性と誘電性について多方
面より注目し、それぞれ異なる新奇関係を発見した研究成果です。基礎・応用両面において重要なテーマであり、マルチフェロイックス分野だけでなく、磁性・誘電性の両研
究分野を大きく進展させるものであると期待しています。
[1] M. Soda, T. Ishikura, H. Nakamura, Y. Wakabayashi,
and T. Kimura, Phys. Rev. Lett. 106, 087201 (2011).
[2] M. Soda, K. Kimura, T. Kimura, M. Matsuura, and K.
Hirota, J. Phys. Soc. Jpn. 78, 124703 (2009).
[3] M. Soda, K. Kimura, T. Kimura, and K. Hirota, Phys.
Rev. B 81, 100406(R) (2010).
[4] M. Soda, M. Matsuura, Y. Wakabayashi, and K.
Hirota, J. Phys. Soc. Jpn. 80, 043705 (2011).
[5] M. Soda and T. Masuda, J. Phys. Soc. Jpn. 85, 034713(2016).
[6] M. Soda, M. Matsumoto, M. Månsson, S. OhiraKawamura, K. Nakajima, R. Shiina, and T. Masuda,
Phys. Rev. Lett. 112, 127205 (2014).
[7] M. Soda, S. Hayashida, B. Roessli, M. Månsson, J. S.
White, M. Matsumoto, R. Shiina, and T. Masuda,
Phys. Rev. B 94, 094418 (2016).

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

24物性研に着任して極限コヒーレント光科学研究センター

辛研究室

谷内 敏之

2016 年 11 月 1 日付けで極限コヒーレント光科学研究セ(レーザーPEEM)の開発を開始しました。光源を放射光

ンターの辛研究室にて特任助教として着任いたしました谷

からレーザーに換えるとイメージングの特長が大きく変わ

内敏之と申します。私はこれまでも物性研にて仕事させてります。放射光は原子の内殻を励起できることから元素識いただいており、所属する辛研究室だけでなく、多くの所別性が高く、詳細な化学状態のイメージングを可能にしま

員、スタッフ、学生の皆様に研究内外で大変お世話になっす。一方、レーザーは高いコヒーレンスを持つことからております。また秘書の皆様、物性研事務・柏地区共通事

フェムト秒の高速時間分解実験が可能であり、当時いくつ務の皆様には陰に陽に日々多大なご支援を頂いております。

かの研究グループが実験を開始し始めていました。私はそ

この紙面をお借りし厚く御礼申し上げます。

の路線とは別に空間分解能に着目し、レーザーの性質を最

私は東京大学工学部応用化学科の橋本和仁研究室にて卒

大限に活かすことで空間分解能を限界まで引き上げられる

業研究を行った後、同工学系研究科応用化学専攻に進学し、と考え、超高空間分解能「レーザーPEEM」装置の開発

尾嶋正治先生のご指導のもと修士・博士課程の 5 年間、放に取り掛かりました。その結果、特に深紫外レーザーを

射光を光源にした光電子顕微鏡(PEEM)の開発とナノ磁ベースにした顕微鏡装置は世界最高分解能を得るまでにな性研究を行ってきました。私はその頃から物性研との縁がり、従来 10 ～ 20 nm が実質的な限界だった PEEM の空

深く、測定試料の作製では Mikk Lippmaa 先生にお世話

間分解能を 3 nm 以下にまで向上させることに成功しましになりました。また、大学院時代を通して放射光施設た。さらに最近、この超高分解能レーザーPEEM を利用

KEK-PF に常駐していた関係で、物性研つくば分室にもすることで非磁性であるチタン酸化物において、その表面

頻繁にお邪魔し、木下研そして柿崎研の研究室セミナーにに強磁性ナノドメインが形成することを発見しました。

も毎週参加させていただきました。木下研の皆様には同じ

特任助教着任後は、レーザーPEEM のさらなる高度化

く放射光 PEEM の研究を行っていることから多くの直接と物性研究を推進すると同時に、レーザーPEEM の産業のご指導を頂きました。また柿崎研の時には研究外でも芋応用を実現するべく汎用性・実用性を高めるための研究開

煮会・スキー合宿にも参加させていただき大変楽しい思い

発を進めていきます。現在の電子デバイスの製造技術の発出を作ることができました。

展は、プロセスルールが 10 nm を切るところまで来てい私が学生時代から現在に至るまで携わってきた PEEMます。上司である辛先生は折りにふれて「分解能が 1 桁上は、広く普及している走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型

げれば物理が変わる」という言葉を口にされますが、これ

電子顕微鏡(TEM)と同じ電子顕微鏡の一種です。最大のからの研究開発が物理はもとより産業界にも変化を与える

特徴は、SEM・TEM のように電子を照射し電子を取り出きっかけになればと期待しています。基礎に応用に、よりす一般の方式とは異なり、光を照射し放出する電子を取り広く利用してもらえる分析手法の実現を目指していきます。

込む方式を採用していることです。この方式によりどうぞよろしくお願いいたします。

PEEM は光－物質の間に起こる多様な相互作用を実空間で観察することが可能であり、例えば元素・価数の識別や導電性、磁性、結晶性の不均一性のイメージングに用いられます。PEEM を使った仕事では、ノーベル化学賞を受賞した表面科学の大家 Gerhard Ertl 教授による触媒表面の反応機構に関する研究が最も有名ですが、それ以外にも
主に基礎研究の分野で様々な物性研究がなされています。
博士課程を修了し、物性研リサーチフェローとして辛研究室に着任した私は、新たにレーザーを光源とした装置

25

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

外国人客員所員を経験してSonachalam. ARUMUGAM
Centre for High Pressure Research, School of Physics
Bharathidasan University, Tiruchirappalli 620 024, India(sarumugam1963@yahoo.com, +91-95009 10310)
My Experience at ISSPI made my first visit to Prof. Mori's Lab, ISSP in

aspects. Even though I visited ISSP several times in the

September 1997 after attending AIRAPT conference atpast and this was the second long visit with my family after

Kyoto and followed by two year visit under JSPS

16 years. The aim of my visit to ISSP is to continue myprogram (1998-2000) as a Post Doctoral Researcher. The

investigation of transport and magnetic properties underassociation and collaboration initially with Prof. N. Morihydrostatic of BiS2 based superconductors and topologicaland then followed with Prof. Uwatoko and it continues

semimetals.

from 2000- till date.

I made several visits to ISSP

properties of selected inorganic spin ladder system underthrough Indo-Japan (DST-JSPS) program, DST_JSPS

uniaxial pressure. The ISSP infrastructural experimental

exploratory visit, short term JSPS, COE fellowship andfacility and fast development of in and around

conference visits etc. These visits were helpful for me andKashiwanoha campus are enormously changed, and it

my students to learn and improve various experimental

helps the researchers to spend more time in researchskills such as piston-cylinder techniques, cubic press

rather than other activities.

method for transport measurements, modified Bridgman

countries in the world and stayed for short time and I

anvil pressure cell and diamond anvil cell for electrical

could find 100 % peace, comfort and safety in Japan thanresistivity measurements and uniaxial pressure device

any other country in the world and similar to my feelingforof staying in my home country.

magnetic

measurements

under

the

extremeFurther,wecontinued

themagnetic

I have visited various

conditions of high pressure, low temperature and highmagnetic field. The amazing instrumentation capability

I am very much attracted towards the Japaneseand dedication of Prof. Uwatoko at ISSP led to various

traditional culture and arts, Japanese calligraphy, sumo

unique facilities (palm type cubic press, miniature

wrestling, Pottery and Ceramics, Japanese traditional

uniaxial pressure cell for magnetic measurements,

foods, technology mindset and special kindness. Hence,pressure cell for neutron diffraction and structural

the collaboration keeps continue to ahead for so long time.

measurements etc) to study the structural, transport,

My stay at ISSP was more comfortable due to systematic

magnetic and thermal properties at extreme conditions

effort and help of Prof. Y. Uwatoko, Shoko Nagasaki san,of high pressure, low temperature and high magnetic

Akiko Kameda san, Atsuko Yamauchi san, Kento

field. I can simply say that World of high pressure

Ishigaki san and Bosen Wang san.

techniques at the door step of University of Tokyo andrealized the same.

I thank the ISSP and Prof. Y. Uwatoko for the wonderful
opportunity given to me.

My stay at ISSP as a Visiting Professor during August(S. ARUMUGAM)

2016 to November 2016 with my wife had a wonderful
and memorable experience in both personal and scientific■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

26外国人客員所員を経験してAgustinus Agung Nugroho
Institut Teknologi Bandung
Jl.Ganesha 10 Bandung, INDONESIA
nugroho@fi.itb.ac.id
I had visited ISSP (at Nakatsuji lab.) almost every year

share much of responsibility. I also thank Akito Sakai

since 2009 during my semester break. In collaboration(research associate) for providing heat and electricalwith Prof. Satoru Nakatsuji, I was always excited intransport data to judge the performance criteria of our

synthesizing new materials and more interestingly tosamples. Fortunately, the crystal growth facility and all

follow its flourishing the new physics. In 2015, Nakatsuji

the characterizations can be carried out in Nakatsuji lab.

group

from

I thank Ishii for helping us measuring the elemental

antiferromagnetic Mn3Sn and Mn3Ge. It was a greatcompositions. Beside Mn3Sn and Mn3Ge, I also exploredchallenge for me to take a one-year visiting professor

various compounds predicted to have Weyl fermion andposition at ISSP to extensively explore the fundamental

the results are still in progress. Related to the Mn3Sn

science as well as the application of Mn3Sn related

project, I had opportunities to collaborate with the groupcompounds. After getting permission from the rector ofof Prof. Yoshichika Otani which focused on the

my institute, Institut Teknologi Bandung (ITB), as a

spintronics and the group of Prof. (Associate) Takeshi

sabbatical leave, a quick arrangement was carried out by

Kondo which focused on ARPES measurement. The

the ISSP ILO team to complete the administrationinternal collaboration among research groups in ISSP toprocedures in order to start the project as early as

investigate the electronic structure, the magnetic

possible. Finally, the program was set from the beginningstructure as well as the physical properties of Mn3Snof March 2016 to the end of February 2017.

including its potential for spintronic application was very

discovered

a

large

anomaloushallinteresting activities during my stay.
The exploration to enhance the properties of Mn3Sn was
attempted using various kinds of doping to tune theWhen I started to work at ISSP, it was nearly spring. I

chemical potential of the system. The physical properties

had an opportunity to observe the new academicof the doped samples show significant changes andatmosphere in Kashiwa campus, especially at ISSP.

require a better theoretical model to understand all ofDuring my stay at ISSP, I enjoyed many social activities:

the effects. On the other hand, the enhancement withstarting from hanami in spring, barbecues in summer,

respect to the performance criteria for the application ismusic festival and end year party in winter. I think thosestill far from being achieved. One year has turned out toactivities are quite positive for the interaction between

be quite short for me to fulfill this target. However, since

students and staffs. During the ISSP barbecue, I could

not all the possibilities have been explored, there is stillchat with Prof Osamu Yamamuro and invited him to thechance that it could be realized. All of this work wasinternational conference organized by the association ofcarried out using single-crystalline sample. I would likeIndonesian material science in Bali. In the future, I

to thank Takashi Nishikawa (M1) and my students fromexpect many ISSP staffs could make their time to attend

ITB, who assisted me to characterize, orient and cut the

an international conference in Indonesia.

crystals

havingasuitable

size

for

physicalcharacterizations. Those are time-consuming work and27

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

Although I have visited Japan, in particular ISSP, manytimes, I have very little Japanese survival sentences.
After a one-year duration of stay, I still havenot

improved my Japanese. Maybe the life between ISSP and
Kashiwa Lodge where I stayed was very convenient so I
had less cultural experience. During summer, my family
visited me in Japan. They had already experienced thesummer in Tokyo, which is quite hot, so with the help of
Akiko Kameda and Dr. Hiro Suzuki, I could place themin Sendai and they enjoyed exploring touristic spots
around Tohoku area.
I had a great time during my stay at Nakatsuji’s group
and at ISSP. For that, I would like to thank: Masaki
Tsujimoto and Dr. Takahiro Tomita for their technicalassistance, our group secretaries Mariko Suzuki andYuko Ishiguchi for their help with administration, and
ISSP ILO team Akiko Kameda, Atsuko Yamauchi andAyano Hashiguchi for helping me settle to live inKashiwa and work at ISSP. I hope, in the future, I could
contribute more to Nakatsuji group as well as to ISSP.

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

28平成 28 年度 物性研究所一般公開の報告

一般公開委員長

上床 美也

平成 28 年度の東京大学柏キャンパス一般公開「発見・体験！柏の知」が、10 月 21 日(金)および 22 日(土)の両日開催
され、平成 27 年度の 13000 人には及ばないながら 9000 人もの多くの方に来場頂きました。物性研においては「不思議なモノを見つけよう」をキャッチコピーとして開催し、昨年に迫る 3600 人もの多くの方に見学頂きました。柏キャンパ
ス来場者の 4 割程度の方に物性研を見て頂けたことになります。昨年度同様、パンフレットの増刷を行い、受付業務は大変ながら嬉しい悲鳴となり、事務および研究室ボランティアの皆さんにも大奮闘頂きました。見学者の皆さんには、物性研一般公開を十分堪能し、物性研究所の内容も理解頂けた事と思います。

図 1：物性研一般公開の web トップページ
今年の一般公開ホームページは原沢あゆみ委員(附属極限コヒーレント光科学研究センター)により作成されました。
「http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/openlab/index.html」
来場者の多くは、このホームページを頼りに来られるようです。今年の来場者が多かったのもこのホームページのおかげかもしれません。気の抜けないホームページ作り有り難うございました。
図 2、3 は、来場者全員に配布したクリアファイルおよびリーフレットです。このクリアファイル(図 2)とリーフレッ
ト(図 3)は森田悟史委員(附属物質設計評価施設)により作成されました。クリアファイルの図柄はここ数年同じですが、スピン(矢印)の配置が違うことにお気付きでしょうか？何を意味しているかお考えください。リーフレット(図 3)表紙の白抜き文字が生える図柄は、字形から不思議な物作りや発見の様子が窺われる気がします。

図 2：来訪者に配付したクリアファイル(表)29

物性研だより第 57 巻第 1 号

(裏)

■

■

■ ■ ■ ■■

図 3：物性研一般公開リーフレット■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

30

例年のアンケートで「企画や展示場所がわからない」と言われていました。今年はこれを解消すべく、図 4 にあるような路上矢印シールの導入や案内ポスターの工夫をいたしました。さらに、路上矢印シールは受付での流れを一方向に促すとともに、連続した動線での見学が可能となりました。また、より具体的できめ細かな案内を行えるよう、各所に昨年導入された物性研ブルゾンを着用したボランティアスタッフを増員させました。全てのセッティングを前日までに完了させ、当日を迎えました。

図 4：路上矢印シール

案内ポスター

図 5 は玄関前の様子です。当日は正面に大きな紫色の幕が張り出され、多くの人が立ち止まっていました。特に玄関右側に張り出された、物性研公式キャラクター(物性犬)の様々な表情(図 5 右下)は多くの人の目を奪い、興味をもたれ、記念写真のスポットになっていた気がします。

図 5：物性研、玄関前の様子

一般公開の中身としては、図 3 のパンフレットにありますように、サイエンスカフェ、ガイドツアー(体験企画・展示)、
公開実験クイズ、わたしと図書館 2016、を中心に公開されました。
サイエンスカフェ（図 6）では、「量子力学の不思議な世界」をテーマに、山下穣准教授に講話していただきました。
図 6 はサイエンスカフェの様子です。テーマを頂いた当初は、正直、硬い物理を連想させ、少し不安がありましたが、蓋を開けると多くの方に来場いただき、客席の追加ではまかないきれない立ち見が出るほどの盛況ぶりでした。講演内容は量子現象の具体的な例を身近な事象で例えた説明は私自身改めて認識させられる部分が多々あり多くの刺激を受けました。
講演後は多くの質問があり途中で遮らないといけない事もしばしばでした。終了後も 1 時間近くの個別質問が続きました。

31

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

山下先生には丁寧に対応いただき有り難うございました。改めて日本人の科学への興味の深さが感じられたサイエンスカ
フェでした。サイエンスカフェのもう一つの主役であるコーヒーも講演終了と共に売り切れ全てが終了となりました。

図 6：サイエンスカフェの様子

図 7：ガイドツアー出発前の様子

ガイドツアーは、21 日の午後 1 回、22 日に 3 回の計 4 回、公開実験クイズ後の時間帯を利用する形で、11 の企画を 3グループに分け、ボランティアスタッフによる引率にて行われました。図 7 は、出発前のガイドツアーに集まった人々です。多くの方に参加頂き、臨時にツアーを組まなければならないこともしばしばありました。

図 8：ガイドツアーのパンフレット■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

32

図 8 はガイドツアーのパンフレットです。今年は、11 テーマの企画・展示が集まりました。企画・展示共に多くの見学者の訪問により、皆さん忙しく対応されていました。
A 棟 6 階では、「原子分子をみて動かす表面ナノサイエンス：ナノスケール物性研究部門」、「ミクロな磁石がつくる世
界：榊原研究室」、「スピンにさわって感じよう！：大谷研究室」、「物性科学とスーパーコンピューター：附属物質設計評
価施設物質設計部」、「ミネラルモンスター〜ルビー＆サファイア〜：廣井研究室」、「目で見る物性理論：物性理論研究部
門」の各企画・展示が行われました。
図 9 は企画・展示の様子です。

図 9 ガイドツアーの様子(左上)、「ミネラルモンスター〜ルビー＆サファイア〜：廣井研究室」(右上)、「物性科学とスーパーコンピューター：附属物質設計評価施設物質設計部」(真ん中)、「低温とあそぼう：低温液化室」(左下)、「世界最強磁場の秘密：附属国際超強磁場科学研究施設」(右下)

大講義室では丁度ガイドツアーが訪れ、スピンを見て触っている様子が窺われています。また、3D プリンターによる構造模型の出来映えは目を見張るモノでした。
B 棟では、「超高圧の世界：上床研究室」、「低温と遊ぼう：低温液化室」の企画・展示が行われました。低温と遊ぼう
では、液体窒素に直に触れる事が出来、子供から大人までみんな 1 つになり楽しんでいました。体験する事の素晴らしさを実感出来たと思います。

33

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

C 棟、K 棟では、「かたちと量子：長田研究室」、「世界最強磁場の秘密：附属国際超強磁場科学研究施設」の企画・展示が行われました。K 棟前の広場ではフライホイールを模した人間発電機のモデルがセットしてあり屈強な大人から小学生まで楽しみながらエネルギーの蓄積と放出を体感していました。
D 棟では、「光とレーザー：附属極限コヒーレント光科学研究センター」の企画・展示が行われました。昨年同様体験を待つ列が出来るほどの人気でした。
回を重ねると、見る人の目も肥えてくると思われますが、各研究室毎年来るリピーターを飽きさせない工夫が施され、皆さん科学を楽しまれていました。写真を見て現場の雰囲気を感じて頂ければと思います。
公開実験クイズ「目指せ物性研博士！」は、21 日 1 回および 22 日 2 回の計 3 回、約 30 分間の予定で行われました。
今年で 3 回目を数える本企画は、物性研 URA(鈴木博之委員)による催しです。今年も、図 10 にあるように多くの参加者
で賑わいました。山内敦子氏と亀田秋子氏(国際交流室)によるアナウンスに始まり、探偵サイエンス 小吹智広氏(吉澤研M1)と怪盗マテリアル 都築崇氏(松田康研 M1)の掛け合いによる絶妙な物語が演じられました。科学クイズ合戦は今年デビューの新人と思えない好演ぶりで、拍手喝采と笑いの 30 分間でした。

図 10：公開実験クイズの様子

A 棟 6 階図書室前では、柏キャンパス図書館室合同企画の「わたしと図書館 2016～先輩リケジョからのメッセージ～」を行いました。それぞれの部局の代表リケジョさんが、研究生活やおススメ本を紹介する企画です。物性研究所の代表は
森理恵氏(金道研 M2)で、『彩雲国物語』シリーズ(雪乃紗衣著. 角川書店)を紹介されました。展示パネルの“いいね！”
得票数は 197 票と、5 部局中第 1 位を獲得しました。
また、今年も柏キャンパス一般公開に合わせて、2日目に理系女子中高生向け企画「未来をのぞこう！」が開催されました。これは物性研のほか柏キャンパスに属する3部局と合同で実施しているイベントで、女子中高生に理系の研究現場を体験してもらうことを目的に、午前は各部局ごと、午後は全体での講演会やティータイムを兼ねた懇談会を実施しています。物性研では、唯一の女性所員である森初果教授(凝縮系物性研究部門)に例年大活躍頂いています。午前は森研の学生さんたちの誘導で物性研一般公開をめぐるツアーを実施しました。学生さんたちの前日の下見の甲斐あり、スムーズでスマートなエスコートを頂きました。前日からのボランティアご苦労様でした。午後の講演会では、川崎愛理氏(杉野研D1)が講演を行いました。度肝を抜く発言の数々は、多感な女子中高生諸氏に大いに刺激を与えたものと思います。今年は物性研が幹事部局であったこともあり、森先生と上田顕助教をはじめ森研の皆さんには例年にまさる多大なご尽力を頂きました。また、高田えみか氏(押川研 D3)にはポスターのモデルを引き受けて頂きました。ここに感謝を申し上げます。
一般公開をより良い物にするために、物性研でもアンケートを見学者の方々にお願いしています。本年度も「面白かっ
た、楽しかった」が多数を占め、「学生の方が親切でした」、「学生さんが詳しい説明をしてくれてとても良かった」等、学生に対するコメントも多かったです。また、公開実験クイズは好評で、「毎回楽しみにしています」、「次回も期待しています」等、来年度も引き続き開催を検討していただきたいと思います。
最後に一般公開の開催にあたりご尽力頂いた委員の皆様に感謝いたします。ホームページ準備および案内板の製作を担■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

34

当頂いた原沢あゆみ委員(技術専門職員：附属極限コヒーレント光科学研究センター)、リーフレットおよびクリアファイ
ル暗号作成を担当頂いた森田悟史委員(助教：附属物質設計評価施設)、企画募集および会場割り振りを担当頂いた近藤
猛委員(准教授：附属極限コヒーレント光科学研究センター)、ガイドツアーおよびボランティア割り振りを担当頂いた秋山英文委員(教授：附属極限コヒーレント光科学研究センター)、公開実験クイズを企画担当頂いた鈴木博之委員(ISSP
URA)、各委員の辣腕が発揮された良い一般公開になりました。また、実際の開催にあたり 1 年を通して準備を頂いた、
矢作直之事務長、岩村ときわ副事務長、鈴木貴博専門員、矢口隆紀係長、竹山牧子主任、瀧澤悠一般職員および関係された事務の方々には心より感謝いたします。お陰様で私は、終始ハイと返事するだけで無事終えることが出来た気がしております。チーバ君も両日駆けつけて頂き盛り上げて頂きました(図 11 参照)。有り難うございます。

図 11：チーバ君が駆けつけてくれたときの様子

最後になりますが、物性研の皆さんのご協力に改めて感謝いたします。来年度(平成 29 年度)は、山室修委員長の下で進行します。さらなる協力を頂ければ幸いです。どうぞよろしくお願いいたします。

35

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

物性研究所短期研究会

日時：2016 年 12 月 20 日（火）13:00 ～ 12 月 21 日（水）15:30
場所：物性研究所

本館 6 階

大講義室(A632)・ラウンジ
主催：東京大学物性研究所
共催：科研費新学術領域「3D 活性サイト科学」「原子層科学」
研究提案代表者：大門寛(奈良先端大)共同提案者：齋藤理一郎(東北大)、木下豊彦(JASRI)、長田俊人(物性研)

最近の物性研究の発展は、省エネ、持続的社会の実現を性の測定に有効であるが、原子配列の 3 次元構造は測定で目指すための新機能材料創出と密接に結びついている。そきない状況であった。最近、日本で開発されたいくつかのれらに関わる、半導体デバイス、磁性物質、電池電極材料

原子分解能ホログラフィー技術が実用段階に至り、着目しなど様々な応用材料の機能の発現には、3 次元の周期構造ている原子の周りの 3 次元的な原子配列が可視化できるよを持つバルクとしての物性だけでなく、ドーパントなどのうになっている。現在、本企画のテーマである局所機能物

活性サイト構造に基づく物性の理解が重要である。また、性に関連した新学術領域（「3Ｄ活性サイト科学」と「原最近ではグラフェンの発見後、単原子層や数原子層薄膜及子層科学」）が走っており、多くの物性研究者が参加してび表面・界面の 2 次元物質で発現する機能もまた、応用もいる。本短期研究会では、両領域に参加している研究者の視野にいれた研究が大きく進展している。このような局所みならず、関連する研究者が一堂に会して、関連の機能性

領域まわりのゼロ次元から 2 次元の物性研究は、その重要物質開発、デバイス応用、観測手法の発展、理論との競合、性にもかかわらず、3 次元の周期を持たないため構造解析などが議論され、共同研究の種をお互いに見出し、新しいが実験的に困難であった。今後の発展のためには、原子構

サイエンスの芽を生み出す可能性を共有することができた。

造観測手法の発展、実験的根拠に基づく理論研究の発展と、参加者は、登録していない物性研の所員の方も参加され、それに基づく物質開発を広く行っていく必要がある。観測90 名程度で活発に行われた。

手法に関しては、走査型のプローブ顕微鏡が局所構造や物■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

36

●プログラム
12 月 20 日（火）13：00～13：05●Session 0：

副所長挨拶

小森文夫（物性研）

3D 活性サイト科学と原子層科学

座長：木下豊彦（JASRI）

13：05～13：25 大門寛（奈良先端大）：3D 活性サイト科学の紹介と原子層科学との接点
13：25～13：45 齋藤理一郎（東北大）：
原子層科学の紹介と 3D 活性サイト科学との接点●Session 1：

3D 活性サイトの先端観測手法

座長：木下豊彦（JASRI）

13：45～14：15 松井文彦（奈良先端大）：光電子ホログラフィーの原子層科学への応用
14：15～14：40 林好一（名工大）：蛍光 X 線ホログラフィーの最近の応用と原子層観測への可能性
14：40～15：05 若林裕助（阪大）：
CTR 散乱法による非破壊・深さ分解表面構造解析
15：05～15：30 郷原一寿（北大）：
グラフェン上への単原子分散と電顕による吸着サイトの原子分解能イメージング
15：30～15：50 室隆桂之（JASRI）：
マイクロビーム光電子分光法の開発●Session 2：原子層の設計・合成・評価

座長：長田俊人（物性研）

16：05～16：25 楠美智子（名大）：均質グラフェン・新規原子層合成と提供活動
16：25～16：45 上野啓司（埼玉大）：
層状カルコゲナイドの単結晶合成とデバイス応用
16：45～17：05 斉木幸一朗（東大）：
グラフェン化学気相成長核形成サイトのリアルタイム観察
17：05～17：25 劉崢（産総研）：
ステップエッジからのグラフェン面内成長その場観察
17：25～17：45 中村潤児（筑波大）：
窒素ドープカーボン燃料電池触媒の活性サイト
17：45～18：05 福村知昭（東北大）：
異常原子価 Bi 正方格子を含む層状酸化物の超伝導
18：05～18：25 岡田晋（筑波大）：
原子層ナノ構造物質複合系の電子状態計算
18：30～20：30

ポスターセッション＆懇親会（物性研本館 6 階ラウンジ）●ポスターセッション
P1

大山研司（茨城大院理工）：
白色中性子ホログラフィーによる B ドープ Si の局所構造解明

37

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

P2

田中慎一郎（阪大産研）：
Direct probe of the electron-phonon coupling among the empty states in graphite by means of the high-resolution
electron energy loss spectroscopy

P3

井岡賢志（岡山大院自然）：鉄系超伝導体 Pr ドープ CaFe2As2 の蛍光 X 線ホログラフィー法による局所構造解析

P4

内富直隆（長岡技術科学大学）：
蛍光 X 線ホログラフィー顕微鏡を用いた ZnSnAs2:Mn 薄膜の Mn 活性サイト局所構造の直接観測

P5

森川良忠（阪大院工）：First Principles Analysis of Adsorption Geometry and Electronic Properties of Monolayer Naphthalene onGrapheneP6

吉田善紀（奈良先端大）：光電子回折法による MoSe2(0001)表面の局所構造解析

P7

中埜彰俊（名大院工）：Eu2+付活ハロリン酸赤色蛍光体の放射光粉末 X 線構造解析

P8

田縁俊光（東大物性研）：
薄膜グラファイトにおける磁場誘起電子相転移の層数依存性

P9

大澤尚幸（東大物性研）：
アクセプタをドープした SrTiO3 における光励起電気伝導特性

P10 永井豪（首都大）：

溶液 XAFS 手法を用いる分子触媒の活性サイト解析：バナジウム触媒によるエチレン二量化･重合P11 小幡誠司（東大新領域）：
CH4/H2 プラズマを用いた酸化グラフェンからの高結晶性グラフェン合成
P12 佐藤駿介（筑波大）：
フェナセンの電子状態と分子間相互作用
P13 嶽太輔（奈良先端大）：光電子回折分光法による Rh ドープ SrTiO3 光触媒の原子構造解析
P14 久保利隆（産総研）：
2 次元層状物質の原子層レベルでの薄層化と SPM 評価
P15 前田崇博（筑波大）：
カルコゲノフェン系新規有機半導体材料の第一原理計算
P16 細川喜久（東大物性研）：
Rh ドープ SrTiO3 薄膜の成膜条件の最適化
P17 深津裕一朗（名工大）：逆光電子ホログラフィーの Pt 薄膜試料への応用
P18 田尻寛男（JASRI）：
透過Ｘ線回折による Si(111)-7x7 上ビスマス初期成長過程のその場観察
P19 前田恭吾（東工大）：
ヒドロシリル化反応に高活性を示す Rh 錯体-第三級アミン固定化触媒の構造解析
P20 季子祐太郎（筑波大）：[n]フェナセンの結晶構造についての第一原理計算
P21 吉信淳（東大物性研）：
シリセン/ZrB2/Si(111)表面における NO の吸着と熱反応過程■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

38

P22 松浦賢太朗（東工大）：
硫黄雰囲気硫化プロセスによるスパッタ MoS2 薄膜のキャリア密度低減
P23 遠藤彰（東大物性研）：
SiC 上エピタクシャルグラフェンの磁気輸送
P24 米田允俊（奈良先端大）：スパッタ法で作製された MoS2 薄膜の RHEED と光電子分光による評価
P25 比嘉友大（奈良先端大）：角度分解光電子分光を用いたサブバンド測定によるイオン打ち込み Si(001)の反転層ポテンシャル勾配及び活性ドーパント濃度の評価
P26 安藤淳（AIST）：
機能性原子薄膜を用いたセンシングデバイス
P27 藤田善樹（奈良先端大）：光電子回折法による 4H-SiC の表面終端局所構造の面方位依存性
P28 中田彩子（NIMS）：
金ナノ粒子触媒の構造及び電子状態に関する大規模第一原理計算
P29 吉村健太（東大物性研）：
有機ディラック電子系の電荷秩序相における金属状態
P30 廣瀬康平（東大物性研）：
黒リン超薄膜 FET 素子の高移動度化と量子振動の観測
12 月 21 日（水）●Session 3：

活性サイトの観測

座長：松井文彦（奈良先端大）09：00～09：25 佐々木裕次（東大）：
生体物質の活性サイトのイメージング
09：25～09：45 工藤一貴（岡山大）：
蛍光 X 線ホログラフィーによる局所構造解析を利用した鉄系超伝導体の物質開発
09：45～10：05 筒井一生（東工大）：
デバイス高性能化に向けた Si 中ドーパントサイトの研究
10：05～10：25 永村直佳（NIMS）：
3D ナノ ESCA による低次元系デバイスの局所電子状態
10：25～10：45 山田容子（奈良先端大）：ナノリボンボトムアップ合成●Session 4：

原子層の局所分光

座長：町田友樹（東大）

11：00～11：20 重川秀実（筑波大）：
光励起 STM による TMD ヘテロ界面の局所分光
11：20～11：40 加藤俊顕（東北大）：
単層 WS2 における原子・分子の局所・選択的付加による局在励起子の観測
11：40～12：00 矢野隆章（東工大）：
原子層物質表面の近接場ナノ分光計測
12：00～12：20 柳和宏（首都大）：原子層の近接場分光と電界効果

39

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

●Session 5：伝導物性と素子応用

座長：上野啓司（埼玉大）

13：30～13：50 町田友樹（東大）：
ファンデルワールス接合における量子輸送現象
13：50～14：10 若林整（東工大）：
MoS2 のデバイス応用
14：10～14：30 長汐晃輔（東大）：
2 次元電子デバイスのギャップエンジニアリングと信頼性評価
14：30～14：50 塚越一仁（NIMS）：
自己形成ヘテロ構造原子膜半導体の伝導特性
14：50～15：20

自由討論

15：20～15：30

まとめ■ ■■ ■ ■■ ■進行：齋藤理一郎（東北大）
大門寛（奈良先端大）

物性研だより第 57 巻第 1 号

40

物性研究所短期研究会｢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
期間：平成 28 年 10 月 31 日(月)13:00～11 月 1 日(火)18:00
場所：東京大学物性研究所大講義室

ナノスケール物性研究部門

長谷川幸雄

平成 28 年 10 月 31 日(月)と 11 月 1 日(火)の 2 日間に術のノウハウを共有する機会が無いのが現状である。そこ

わたって、物性研究所 A 棟 6 階大講義室において、物性

で、STM を用いた物性研究の第一線で活躍している国内

研究所短期研究会「走査トンネル顕微鏡による物性研究の研究者を一堂に集め、それぞれの分野での最先端の研究内

現状と展望」が開催された。

容を紹介していただくとともに、討論を通じた情報交換・

走査トンネル顕微鏡(STM)は、ナノスケールでの表面ノウハウ共有の場を提供することが当該分野のみならず我構造の観察と同時に局所領域における電子状態・励起スペが国の物性研究全般の発展に極めて重要と考え、本短期研

クトル測定を可能とする手法として、物性研究に大いに利究会を企画した。

用されている。関連計測技術の進展による測定条件・環境

提案者は、花栗哲郎(理研)、米田忠弘(東北大多元研)、の多様化に伴い研究対象も拡がり、表面科学はもとより、

重川秀実(筑波大数理物質系)、小森文夫(東大物性研)、

超伝導・磁性体や分子系、最近ではグラフェンを始めとす

金 有洙(理研)であり(敬称略)、長谷川(物性研)が代表兼る層状物質、トポロジカル絶縁体など、さまざまな研究分

世話役を務めた。

野への展開が進行している。一方で、共通の実験手法・装置を使用しているにもかかわらず、それぞれの研究成果をプログラムは以下のとおりで、24 件の依頼講演、39 件のポスター発表の合計 63 件の発表が行われた。

発表する学会が分散しており、互いのサイエンスや計測技

41

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

物性研究所短期研究会「走査トンネル顕微鏡による物性研究の現状と展望」
期間：平成 28 年 10 月 31 日(月) 13:00～11 月 1 日(火) 18:00
場所：東京大学物性研究所大講義室
プ ロ グ ラ ム
10 月 31 日(月)12:50- 研究会趣旨説明（長谷川幸雄）
座長 今田 裕/岡 博文
13:00 重川 秀実（筑波大数物系）「光と STM を組み合わせること」

13:30 片山 郁文（横国大工）「探針増強テラヘルツ電場による超高速・ナノスケール電子制御」

14:00 奥山 弘（京大理）「STM 探針とベンゼン環の界面制御」

14:30 岡林 則夫（金沢大数物）「STM と AFM の融合による規定された条件下でのトンネル電流の計測」

座長 幸坂 祐生
15:10 西田 信彦（豊田理研）「渦糸ダイナミクスの STM 測定と H-T 相図」

15:40 黒澤 徹（北大理）「STM/STS からみた銅酸化物高温超伝導体 Bi2Sr2CaCu2O8+x の擬ギャップと電
荷秩序」

16:10 浴野 稔一（広大総合科学）「鉄セレン系超伝導及び母物質の STM/STS と BJTS によるギャップ分光」

座長 内橋 隆
17:00 笠原 裕一（京大理）「重い電子系人工超格子による磁性および超伝導の制御とエピタキシャル薄膜における in situ STM 測定」

17:30 平原 徹（東工大理）「トポロジカル絶縁体/磁性絶縁体超薄膜ヘテロ構造: 磁化によるディラックコー
ン変調に向けて」■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

42

18:00 ポスターセッションおよび懇親会（物性研本館 6 階）P1 福田 常男（阪市大工）「2 次元 CuNi 合金の STM 観察－スピノーダル分解の直接観察の可能性－」

P2 栃原 浩（福岡大）「Si(111)7×7 表面上でのホモエピタキシーの微視的機構： 高温その場 STM 観察の重要性」

P3 山田 正理（東大物性研）「Cu(001)面上に形成した六方構造鉄窒化膜の構造モデル」

P4 楊 昊宇（奈良先端大）「エタノール飽和吸着 Si(111)7×7 表面への Fe 初期吸着」

P5 宮嵜 洋記（東大新領域）「室温 STM を用いた Au ナノクラスターの作製とその特性評価」

P6 鈴木 孝将（福岡大）「Si(111)- 7 × 3 -In 表面上への TCNQ 吸着による表面構造相転移」

P7 寺崎 航平（横浜市大）「生体分子の単一分子 STM 観察を目指したエレクトロスプレー蒸着法の構築」

P8 岩田 孝太（東大新領域）「室温 AFM による Si(111)-(7×7)表面上の有機分子の観察」

P9 塩足 亮隼（東大新領域）「原子間力顕微鏡によるアズレン―フルバレン転位反応の高分解能測定」

P10 Yu Wang（東北大多元研）「STM Observation of Temperature Dependent Phase Transition of All-TransRetinoic Acid (ReA) on Au(111)」「Dopamine molecule on several substances: SPM study」
P11 Nguyen Tat Tung（東北大多元研）
P12 湊 丈俊（京大）「金属酸化物の欠陥が創成する物性」

P13 柳生 数馬（福岡大）「Pd のインターカレショインによる電気的に中性なグラフェンの生成」

P14 久保 利隆（産総研）「プローブ顕微鏡を用いた層状物質材料の評価」

P15 安藤 淳（産総研）「機能性原子薄膜デバイス研究におけるプローブ顕微鏡利用」

P16 田中 友晃（東工大）「単一ユニットセル FeSe の構造と電子状態:STM/STS 観察」

P17 Hung-Hsiang Yang（東大物性研）「Protecting Topological Surface State by Organic Monolayer」
P18 岩谷 克也（理研）「高絶縁性トポロジカル絶縁体上に形成した Pb 薄膜の STM 観察」

P19 山本 駿玄（東大物性研）「Ag(111)表面上に物理吸着した酸素分子の磁性」

P20 服部 卓磨（東大物性研）「STM による Cu(111)面上の窒化鉄単原子層膜の形成過程と構造の観察」

P21 高山 あかり(東大理)「走査トンネル分光測定による(Tl, Pb)/Si(111)表面超構造における超伝導の観測」

P22 吉澤 俊介（NIMS）「走査トンネル分光法による Bi2Sr2CaCu2O8+δ の非平衡渦糸観測」

P23 藤澤 唯太（東理大理）「STM/STS による CrSe2 における軌道秩序の直接観察の試み」

P24 水田 崇聖（北大理）「STM/STS による銅酸化物高温超伝導体 Bi2212 の局所電子状態の観察」

P25 杉本 暁（広大総合科学）「頂点フッ素系多層銅酸化物超伝導体における不均一ギャップの温度変化」

P26 志賀 雅亘（九大院工）「点接合アンドレーフ反射法を用いた超伝導体/CeB6 の微分伝導度測定」

P27 高田 弘樹（九大院工）「金属ナノコンタクトへの低温水素吸蔵と共鳴トンネル現象」

P28 勘原 宏大（北陸先端大）「YIG 球を用いた走査磁気共鳴プローブを用いた磁気センシング」

P29 岩田 景子（北陸先端大）「ダイヤモンド中の NV 中心を用いた走査磁気センシングプローブの開発」

P30 Dwi Prananto（北陸先端大） 「Detection and Imaging of Stray Magnetic Field from Magnetic Particle withan Ensemble of Nitrogen Vacancy Center in Diamond」
P31 浜田 雅之（東大物性研）「Si(111)-(7x7)表面上の位相境界における電気伝導評価」

P32 杉田 佳弘（筑波大）「単一分子接合形状の 3 次元動的制御とコンダクタンス計測」

P33 汪 子涵（筑波大）「Ultrafast Carrier Dynamics in MoS2 Probed by Time-resolved Multi-probe
Scanning Tunneling Microscopy」

P34 大畑 慧訓（奈良先端大）「XSTM/STS による劈開 Si-MIS のゲート電圧印加時におけるバンド湾曲測定」

P35 今田 裕（理研）「STM 発光分光法を応用した単一分子吸収スペクトル測定」

P36 幸坂 祐生（理研）「準粒子干渉におけるスピン軌道散乱」

P37 町田 理（理研）「17.5T-強磁場極低温走査型トンネル顕微鏡の開発と評価」

P38 蛯沢 貴（東大物性研）「超低温・面内強磁場 STM の開発」

43

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

P39 信 淳（東大物性研）「水素雰囲気中における Pd(110)表面のオペランド STM 観察：水素吸着・吸蔵による表面再構成とモルフォロジーの変化」

11 月 1 日(火)座長 長谷川 幸雄/黒澤 徹
9:00 土師 将裕（京大理）「スピン偏極 STM を用いた W(110)上の Mn 薄膜のらせん磁気構造のカイラリ

9:20 吉田 靖雄（東大物性研）「表面において誘起される軌道秩序の実空間観察」

9:40 内橋 隆（NIMS）「有機分子を用いた超伝導・ナノメカニクス制御」

10:10 坂田 英明（東理大理）「遷移金属ダイカルコゲナイドにおけるモット状態の融解」

ティ評価」

座長 岡田 佳憲
11:00 花栗 哲郎（理研）「分光イメージング STM による非従来型超伝導体 FeSe の研究」

11:30 長谷川 修司（東大理）「パリティの破れた原子層超伝導」

12:00 岡 博文（東北大多元研）「スピン偏極 STM による強磁性 Co ナノアイランドのスピン分解バンド構造の測定」

座長 平原 徹/吉田 靖雄
13:30 井上 博之（プリンストン大）「ワイル半金属 TaAs における表面-バルク結合性の検出」

14:00 岡田 佳憲（東北大 WPI）

「遷移金属酸化物薄膜の STM/STS 計測」

14:30 高木 紀明（東大新領域）「吸着分子が示す近藤効果について」

15:00 河江 達也（九大工）「トンネル効果による金属内への水素吸蔵･拡散と生成水素化物の物性解明」

座長 岩谷 克也/高木 紀明
15:50 金 有洙（理研）「分子間エネルギー移動の実空間計測」

16:20 蟹澤 聖（NTT）「化合物半導体表面における原子操作の電子過程」

16:50 米田 忠弘（東北大多元研）「単一分子レベルのスピン測定・制御」

17:20 小森 文夫（東大物性研）「SiC(0001)表面上のナノファセットに形成したグラフェンの局所電子分光」■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

44講演およびポスター発表も、物性研内外の多くの聴衆・益々拡がり、その学際的な交流の中から新奇の研究提案が参加者を集めて、概ね盛況であった(参加者数：初日 99 名、芽生え、ユニークな成果に繋がる。この研究会がそんな流

二日目 100 名）。

れを引き起こす一翼となっていれば、存外の喜びである。

今回発表された研究の中で特筆すべき事としては、光と組み合わせた STM 研究において著しい進展が見られ、日本が主導するいくつかの成果が報告されたことであろう。
ポンププローブによる時間分解 STM や、それを見据えた
THｚパルスとの融合、さらにはレーザー照射による単分子からの発光の検出など、驚くべき成果が得られており、今後の STM 研究の一つの柱となりつつあることを実感させた。一方、ナノスケール・原子スケールでの磁化・スピン方向を明らかに出来ることから、物性研究においては重要な手法となり得るスピン偏極 STM に関しては、国内でも優れた研究成果が報告されはじめ、その技術が定着した
ことを感じさせた。
研究対象の側面から見ると、本研究会でも議論されたグ
ラフェン等の二次元物質やトポロジカル絶縁体・ワイル半金属に関する研究は、昨今の物性研究の潮流であり、STM では必ずしもその特性をそのままプローブできる訳
ではないものの、益々その研究対象を拡げている印象である。一方、超伝導に関しては、ギャップ測定による局所評
価が直接可能なことから、非従来型超伝導体を中心に低温・磁場下での局所計測が展開されている。また、STMを駆使して原子・分子を操作しその物性を探る研究もその制御性の高さが感じられ、その技術の進歩に目を見張るべ
きものがあった。
また、今回の研究会で網羅出来なかった関連分野として
は、原子間力顕微鏡(AFM）が挙げられる。AFM においても、力の検出感度が向上するとともに、水晶振動子の導入により扱いが容易になり極限環境における計測も行われるようになっている。探針制御技術も進み、探針先端にCO などの単分子を吸着させることで探針への力の及ぶ範囲を絞り込むことによって、空間分解能を飛躍的に高める研究などが進められている。物性研究、特に磁性体や量子スピン系材料には、伝導性が低いものが少なくないことから、近い将来こうした物性研究に AFM が適用され、原子スケールでの構造・スピン物性が解明されるものと期待される。今回は議論を拡散させないために、敢えて STM に限定した研究会としたが、今後も物性研究との絡みからその進展を注視していきたい。
今回、STM による物性研究をキーワードとして、さま
ざまな分野の研究者に声をかけ、講演をお願いしており、通常の学会・研究会では会うことのない研究者同士の交流を喚起できたのではと思われる。STM 研究の応用範囲が45

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

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～
日時：2016 年 10 月 7 日(金）～8 日(土)場所：物性研究所本館 6 階大講義室

提案者：益田隆嗣（東大物性研）吉沢英樹（東大物性研）藤田全基（東北大学金研）武田全康（日本原子力研究機構）

中性子散乱は、物質のミクロな構造とダイナミクスを直置と比べて三軸分光器はフレキシビリティが高く改良がし接的に観測するプローブとして、物性科学の幅広い分野でやすいこと、J-PARC は JRR-3 の稼働を前提として装置利用されている。2011 年 3 月の東日本大震災以後、研究の設計がなされていることが指摘され、今後も三軸分光器

用原子炉 JRR-3 の運転は停止しているが、再稼働後の利は重要な装置であり続けることが強調された。一方、数多用再開に備えて、物性研と JAEA では装置、安全制度の整く設置されている三軸分光器を現状の体制で進めるか、あ

備を進めてきた。最近 JRR-3 の新規制基準への適合性のるいは戦略的に整理するかの議論は必要との指摘もなされ

目途がたち、2017 年度末に運転再開の見通しであることた。また、東北大学の遠藤康夫名誉教授から、競争力を増が示された。そこで、運転再開後に最大限の科学的成果がすために新しい共同利用のあり方を考える時代に来ている、得られることを目的として、JRR-3 分光器群が切り開くとの指摘がなされた。

サイエンスを議論する場として ISSP ワークショップが開催された。

2 日目は、J-PARC、放射光、SR、計算機物質科学な
ど、JRR-3 と関連の深い施設・分野の研究者による講演

まず始めに、装置担当者から JRR-3 の三軸分光器の現が行われた。J-PARC の研究者からは、米国オークリッ

状 に つ い て 説 明 が あ っ た 。 炉 室 内 分 光 器 PONTA とジの HFIR と SNS とが相補的に役割を果たすことで成果

TOPAN の偏極機能が強化されたこと、実験ホールの中性をあげていることが説明され、日本では JRR-3 と J-

子導管 C1 ラインが高度化されたこと、TAS-1 では三次元

PARC の相補利用がカギとなることが指摘された。放射光偏極解析が可能であること、などが説明された。今後の方

技術の進歩により、X 線磁気散乱によるΓ点近傍での磁気向性として、集光効率向上による従来型三軸分光器の改良、励起測定や磁気構造解析が微小結晶で可能となっているこ

極限試料環境の整備、次世代型三軸分光器の導入などが示とが説明された。一方で、反強磁性ゾーンセンターのようされ、三軸分光器が必要であることが共通認識として確立にΓ点から離れた Q 空間での励起測定や、複雑な磁気構していることが確認された。

造の精密決定には中性子散乱が有利であることも指摘され

次に、ユーザーから三軸分光器を利用した実験提案がなた。計算機科学の研究者から、物性研では実験家にやさしされた。偏極非弾性散乱を利用した電気マグノンの観測、いソフトウェアの開発が行われており、中性子スペクトル

複合多極子モーメントを有する物質の磁気構造解析、鉄系解析にも積極的に利用されることが提案された。SR の

超伝導体のスピン揺動測定などについて提案された。また専門家からは、中性子との協力関係の構築のために両方のユーザーから施設への要望として、競争の激しい分野におプローブを見渡せる人材の育成が急務であり、マルチプ

けるスピード感のある課題実施が可能なシステムの構築、ローブを利用することを強く促すシステムの構築の重要性

極低温試料環境の充実、JRR-3 と J-PARC 間での放射化が指摘された。東北大では、単独の研究室による装置の維試料の移動を可能とすること、などが挙げられた。また、持管理が難しくなってきており、中性子物質材料研究セン

名古屋大学の佐藤正俊名誉教授から、中性子散乱を専門とターを立ち上げて共同運営体制を取っていることが説明さする PI を育てることの重要性が強調され、このためにはれた。

JRR-3 が自由に研究をすることが可能な施設であるべきとの指摘がなされた。

パネルディスカッションでは、JRR-3 の将来計画策定について議論された。JAEA の研究者から、JAEA と物性

装置担当者とユーザーからの提案を受けて全体討論が行研間の覚書の下にある JRR-3 中性子ビーム利用推進委員

われた。チョッパー分光器の専門家から、J-PARC の装会により将来計画が検討されていることが説明された。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

46JRR-3 の必要性を十分に議論した上で、物性研、JAEA

ントがなされた。J-PARC センターMLF ディビジョン長

研究炉部、東北大が協力的にワーキンググループを作る必の金谷利治氏からは、J-PARC と JRR-3 の間では試料環

要があるとの指摘がなされた。三軸分光器の性能向上が見

境、試料、人的交流などの流動性を持たせることが大切で込めることから、JRR-3 の積極的利用のための将来計画

ある、とのコメントがなされた。

ワーキンググループを作るべき、との指摘がなされた。ま

参加者数は 1 日目が 64 名、2 日目が 49 名であった。国た、現状に即した課題申請、実験受け入れ態勢、共同利用

内の主だった三軸分光器研究者、JRR-3 と関連の深い施体制の見直しも必要であろうとの指摘もなされた。共同利

設・分野の研究者による活発な議論が行われ、三軸分光器

用のあり方の見直しについては、人的資源の不足を補うたの重要性が再確認された。また JRR-3 将来計画のワーキ

めに外部の協力が不可欠であること、JAEA と物性研の組

ンググループの策定が提案された。

織の壁を取り除くことを検討すべきである、などの意見が出された。

参加者の方々には、連休と重なる日程であったにも拘わらず多数の方々にご出席いただいたことに、厚くお礼申し

最後の総括では、KEK 物質構造研究所所長の山田和芳上げる。最後に、この研究会の運営に携わった中性子科学

氏から、パルス中性子と定常中性子の相補利用により研究研究施設の事務・技術補佐員、学生、スタッフにもお礼を成果の最大化サイクルを回すことが重要である、とのコメ申し上げる。

プ ロ グ ラ ム
10 月 7 日
13：00 施設長挨拶 柴山 充弘
セッション 1 装置の高度化、装置担当者からの研究提案 座長 藤田
13：05

益田 隆嗣 東大物性研「物性研三軸分光器の今後の方向性」

13：30

佐藤

「原子炉中性子源における非弾性散乱研究の最近の展開」

13：55

金子 耕士 JAEA

卓 東北大

「原子力機構三軸分光器群の展望と試料環境」

セッション 2 利用者からの装置に対する研究提案（1）
14：20

有馬 孝尚 東大新領域「偏極非弾性散乱の意義：電気マグノンを例に」

14：50

木村 健太 大阪大

「特異な結晶構造を持つ磁性体の開拓と新奇量子磁性・電気磁気特性の探索」

休憩 15：15－15：25
セッション 2 利用者からの装置に対する研究提案（2） 座長 益田
15：25
47

李 哲虎 産総研

物性研だより第 57 巻第 1 号「鉄系超伝導体のスピン揺動」■■■ ■ ■ ■■

15：45

山浦 淳一 東工大

「X 線、中性子、ミュオンを協奏的に利用した物性研究-鉄系超伝導体を中心に」

16：05

目時 直人 JAEA

「磁性・強相関電子系分野における四軸自由度の導入」

16：20

安井 幸夫 明治大

「パイロクロア酸化物の磁気ダイナミクス」

16：40

佐藤 正俊 名古屋大「三号炉での研究進展に対する期待」

休憩 17：05－17：20
セッション 3 全体討議 座長 吉沢
17：20 セッション 1、2 の講演・議論に関する全体討議
コメント

遠藤 康夫

10 月 8 日
セッション 4 他施設、他の量子ビーム、計算物質科学との関係 座長 佐藤卓
9：00

梶本 亮一 J-PARC「パルス中性子源と定常中性子源の相補利用とその現状」

9：20

石井 賢司 SPring8「放射光共鳴非弾性 X 線散乱によるスピン・電荷励起」

9：40

和達 大樹 東大物性研「放射光共鳴軟 X 線散乱で見た遷移金属酸化物の新しい磁気秩序」

10：00

加藤 岳生 東大物性研「磁性体・強相関電子系の数値計算アプリケーションの現状」

10：20

髭本

10：40

門野 良典 KEK

「中性子散乱研究への期待―マルチプローブ研究の視点から」

11：00

藤田 全基 東北大

「中性子物性研究新時代へ」

亘 JAEA「ミュオン実験から見た中性子との相補性」

休憩 11：20－11：35
セッション 5 パネルディスカッション 司会 益田
11：35

JRR-3 での研究推進に向けた将来計画策定について

セッション 6 総括
12：05

山田 和芳

12：15

金谷 利治

12：25

おわりに

[kl]

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

48

物性研究所談話会

標題：機械学習入門－科学者が機械学習に目覚めるとき－

日時：2017 年 2 月 23 日(木)午後 4 時～場所：物性研究所本館 6 階 大講義室（A632）
講師：大関 真之
所属：東北大学大学院情報科学研究科
要旨：
世界中で隆盛を極める人工知能、機械学習の発展、特に有名な、深層学習に興味を素朴に持っている人々も多いだろう。その中身は大量のデータから法則を抽出することにある。そう聞くと例えば物理学者はこれまでやってきた実験と理論の両輪による科学的営みそのものではないかと感じるだろう。物理学に限らず自然科学の多くはそうやって進めてきたはずだ。その意味で機械学習に興味を抱くのは自然なのだ。うまく扱うことでこれまで以上のスピードで持って研究を進めることができるはずだ。データから本質的な部分を見える形で取り出せる技術として重要視されるスパースモ
デリングを中心に、少ない情報から本質的な部分を明らかにすることで、大きな情報利得を得る圧縮センシングなど、今後のデータ駆動科学において重要なキーテクノロジーを紹介する。
備考：【講師紹介】大関先生は、有限次元スピングラス理論など統計力学を軸とした理論物性研究に加えて、機械学
習・データ駆動科学・ビッグテータといった分野への研究活動を積極的に展開されている若手研究者です。また、「機械学習入門」「量子コンピュータ」「人工知能」等に関する一般向けの本も執筆されており、その解り易い解説にも定評があります。今回の談話会では、まずは「機械学習」とは何か、そして、この技術が物性研究へいかに展開されて行くか、その展望について語っていただきます。当該分野の動向を探る上での絶好の機会と言えるでしょう。

標題：物性研談話会＆森野レクチャー「Molecular Surface Science: Uncovering Reaction Mechanisms inElectronics and Catalysis」
日時：2017 年 3 月 13 日(月)午前 11 時～午後 0 時

場所：東京大学 柏図書館メディアホール
講師：ステイシー・ベント教授
所属：スタンフォード大学化学工学科
要旨：
Surface and interface science serves as the foundation for numerous applications, ranging from microelectronics tobio-sensing to heterogeneous catalysis. Surface chemistry thus informs important technologies of today that drive
multibillion dollar industries, and understanding the fundamental chemistry at a molecular level is key to futureadvances. This talk will examine my group’s studies of molecular surface science in two key areas: electronics andcatalysis.
On the topic of electronic materials, I will describe our work on the adsorption of organic molecules atsemiconductor surfaces, aimed at the ultimate goal of controlling the chemical and electrical properties of thesehybrid systems. The presentation will examine model systems of molecular adsorption on the Ge(100)-2×1 surface
using a combination of experimental and theoretical methods. The reactivity of different functional groups will be
described, with particular focus on reactions of bi- and trifunctional molecules. The results help elucidate the way inwhich the molecular structure as well as the identity of the reactive moieties affects the product distribution of themolecules upon adsorption.
49

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

On the topic of heterogeneous catalysis, I will describe recent studies on supported metal catalysts for theconversion of synthesis gas (CO + H2) to synthetic liquid fuels and high-value chemicals. The interactions between
the metal, the support and promoters, and adsorbed reaction intermediates are of particular interest. Experimental
and theoretical studies provide strong evidence of structure sensitivity in syngas conversion on Rh catalysts. Further,atomic layer deposition is applied as a method to achieve atomic scale catalyst design, allowing study of the important
effects of promoters and supports, which strongly influence the performance of Rh catalysts. Our results show thatthe activity and selectivity is highly sensitive to the identity as well as the placement of the promoters, and in situ
spectroscopy combined with theoretical calculation helps provide a mechanistic understanding of the relationshipbetween surface reaction intermediates and the desired products.

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

50

物性研究所セミナー

標題：理論セミナー：Self-organization of Golgi body during mammalian cell division
日時：2017 年 1 月 16 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：立川 正志
所属：理化学研究所
要旨：
Our (eukaryotic) cells have a complex structure consisting of various organelle; cellular subunits made of lipid
membrane. Organelle allows cells to carry various chemical reactions in parallel, to realize complex cellular functions
and to construct complex multicellular organisms. However, because of the small size, the organization mechanismof the cellular complex structure remains elusive. In this study, we consider organization of Golgi body; a membranebound organelle working as the hub of the cellular logistics. Golgi body has a characteristic morphology; several
flattened of lipid membrane sacs (cisternae) stacking to each other. At the cell division in mammalian cells, Golgi
body is newly formed from assembly of small vesicles. We adopted dynamical triangulation method for coarse
graining of membrane performed Monte-Carlo simulation to reproduce the Golgi organization process. We found thatthe control of membrane fusion based on local membrane structure is necessary to organize and maintain the fineGolgi-like shape. We also characterized the self-organization of fine Golgi-like shape via balances among three timescales of vesicle aggregation, membrane shape relaxation and membrane fusion.

標題：中性子セミナー：粉末中性子磁気構造解析の現状
日時：2017 年 1 月 17 日(火)午後 2 時～午後 3 時

場所：物性研究所本館 6 階 第 2 セミナー室（A612)
講師：萩原 雅人
所属：物性研究所
要旨：
中性子回折法は磁性体の磁気構造決定において最も強力なツールである。従来数ミリオーダー以上の単結晶試料による弾性散乱測定により磁気構造が決定されてきたが、中性子線の出力や回折装置の高度化により微小単結晶でも解析できる十分なデータが得られるようになった。一方、結晶の方向の情報が失われる粉末試料においても、結晶の空間群の対称性を用いた磁気モデルの構築を利用することにより、磁気構造解析が結晶構造解析と同じく一般的なものになってきた。この背景には磁気既約表現によるモデリング[1]と、FullProf[2]や GSAS[3]等の Rietveld 粉末解析ソフト、
VESTA[4]等の可視化ソフトとの密接な連携がある。最近では元の空間群との関係や、対称性と物理的性質のつながりを明確にする観点から、磁気空間群を用いた磁気モデルの構築が再評価されており、この支援環境も充実しつつある[5]。
本セミナーでは既約表現や磁気空間群による磁気構造解析の概要を示すとともに、実際にオークリッジ国立研究所の研究用原子炉 HFIR などで測定された回折実験のデータをもとに、各支援ソフトを用いた磁気構造解析例を示す。
備考：[1] Y. A. Izyumov and V. E. Naish, J. Magn. Magn. Mater. 12, 239 (1979).
[2] J. Rodriguez-Carvajal, Physica B 192, 55 (1993).
[3] A.C. Larson and R.B. Von Dreele, Los Alamos National Laboratory Report LAUR 86-748 (2000).
[4] K. Momma and F. Izumi (2011): J. Appl. Crystallogr., 44, 1272-1276.
[5] M. I. Aroyo, J. M. Perez-Mato, D. et al., Bulg. Chem. Commun. 43(2) 183-197 (2011).

51

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

標題：ナノサイエンスセミナー：Heat-/Electron-/Light-/Force-induced tautomerization in a single porphycene
molecule
日時：2017 年 1 月 17 日(火)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：熊谷 崇所属：フリッツ・ハーバー研究所
要旨：
Tautomerization in a single organic molecule is a fascinating model to study hydrogen dynamics and has recently
obtained increasing attention in the field of nanoscale science because the process resembles a single-molecule switch.
We have studied tautomerization of porphycene (a structural isomer of free-base porphyrin) by using lowtemperature scanning probe microscopy (LT-SPM). Porphycene exhibits particularly interesting tautomerization
behavior due to its strong intramolecular hydrogen bonds, and the investigation with LT-SPM opens a unique
opportunity for studies of hydrogen-bond dynamics at the single-molecule level. I will discuss direct observation andcontrol of tautomerization in the porphycene molecule on metal surfaces induced by different external stimuli-heat,tunneling electron, light, and force.

標題：ナノサイエンスセミナー：Machine learning to physics: extracting information from imaging andspectroscopic data in microscopy
日時：2017 年 1 月 20 日(金)午後 1 時 30 分～

場所：物性研究所本館 6 階 大講義室（A632）
講師：Dr. Rama K. Vasudevan
所属：Center for Nanophase Materials Sciences, Institute for Functional Imaging of Materials and Oak
Ridge National Laboratory
要旨：
The past decade has seen enormous increases in the size and quality of datasets produced by techniques such as
scanning probe microscopy and x-ray diffraction from synchrotrons globally. However, the necessary pathways toboth mine the large datasets to derive understanding of fundamental mechanisms, as well as synthesize and compare
the results across the wider available literature, are still generally limited. Here, I will present case studies involving
our use of machine learning and deep data analysis of scanning probe microscopy datasets for understanding ofphysical mechanisms.
I will first outline the new suite of techniques that we have developed using scanning probe microscopy, which weterm the "General mode" acquisition technique, that streams all of the information available from the measurement
system (photodetector, current amplifier, etc.) to be captured and analyzed. This large increase in data volume allows
for a wide variety of subsequent analysis, including data-driven filtering, digital lock-ins, and denoising. These
techniques can greatly increase the acquisition speed by orders of magnitude for typical SPM experiments, such as
in I-V curve acquisition on conductive oxides, and hysteresis loop acquisition for ferroelectrics.
Throughout the talk I will emphasize techniques to learn physics from the large datasets captured, including
examples of endmember extraction, Bayesian inference, matrix factorization and convolutional neural networks thatcan be utilized to automatically learn appropriate features from images for classification, and from which subsequentphysics is then derived by combining the information with first principles and thermodynamic models. Theseadvances point to the big-data driven future of scanning probe microscopy as a vital tool for materials science
researchers, as a means towards understanding local physics in complex material systems.

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

52This work has been performed in collaboration with Suhas Somnath, Petro Maksymovych, Maxim Ziatdinov,
Stephen Jesse, and Sergei V. Kalinin. The imaging and deep data analysis portion was sponsored by the Division ofMaterials Sciences and Engineering, BES, DOE. This research was conducted and partially supported at the Center
for Nanophase Materials Sciences, which is a US DOE Office of Science User Facility.

標題：理論インフォーマルセミナー：First-principles design of magnetic topological insulators
日時：2017 年 1 月 20 日(金)午後 3 時 30 分～午後 4 時 30 分

場所：物性研究所本館 6 階 第 5 セミナー室（A615）
講師：Prof. Arthur Ernst
所属：Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Germany
要旨：
It is a well known fact that a magnetic field can break the time reversal symmetry and therewith can destroy a
topologically protected surface state in topological insulators. However, the interplay between magnetism andtopological order can yield a number of interesting phenomena such as the quantum anomalous Hall effect, a
topological magneto-electric effect, and quantised Kerr- or Faraday rotation. This motivates researcher for a searchof new magnetic topological insulators and for an intensive study of their electronic and magnetic properties. In mytalk, I’ll give an overview of our first-principles investigations on this class of materials. In the first part, I’ll
present a method and approximations used in our simulations and then talk about several examples of magnetic
topological insulators, studied in our group within the last three years. First of all, I’ll discuss topological insulators
doped with magnetic impurities, which can imply various magnetic order in these materials. A special attention will
be devoted to the exchange interaction between magnetic impurities and to the impact of electron-magnon interaction
on the electronic structure in some doped topological systems. As next, I’ll demonstrate how some defects or
impurities without magnetic moments can induce magnetism in topological insulators and discuss the main featuresof magnetic interactions in these systems.
.
標題：第二回量子物質セミナー：Antiferromagnetic spintronics - spin-transfer torque and spin-motive force
日時：2017 年 1 月 27 日(金)午後 2 時～午後 3 時

場所：物性研究所本館 6 階 第 4 セミナー室（A614)
講師：山根 結太
所属：The Institute of Physics at Mainz University
要旨：Louis Néel, who received Nobel Prize in Physics 1970 for his pioneering work on magnetic properties of solids,
commented in his Nobel lecture that "They (antiferromagnets) are extremely interesting from the theoretical
viewpoint, but do not seem to have any applications." More than 40 years after his winning the prize, now
antiferromagnets seem to be finally finding their major applications in the field of spintronics; people are realizingthat replacing ferromagnets involved in spintronic devices by antiferromagnetic materials can lead to downsizing of
the devices as well as much faster operations. One of the difficulties in dealing with antiferromagnetic materials,
however, comes from the absence of macroscopic magnetization, making it hard to control them by magnetic fields.
In this talk, we will discuss two phenomena, spin-transfer torque and spin-motive force, which could provide a routeto generate and detect dynamical antiferromagnetic textures by electrical means.

53

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

標題：理論セミナー：Toward accurate description of surfaces and interfaces
日時：2017 年 1 月 27 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：Ikutaro Hamada
所属：Center for Green Research on Energy and Environmental Materials, National Institute forMaterials Science
要旨：
Accurate description of complex systems including heterogeneous interfaces, such as molecule/metal andsolid/liquid interfaces is important in diverse fields, e.g., heterogeneous catalysis, molecular electronics, andelectrochemistry, but it poses a challenge on the electronic structure method as it requires the accurate descriptionof the different interactions on the same footing. I will discuss the van der Waals density functional (vdW-DF) [1,2]as one of the efficient approaches to describe complex interfaces and show that by appropriate design of the exchange
and correlation functionals [3], it is possible to accurately describe wide range of materials, including graphene on
metal surfaces [4].
References[1] M. Dion, H. Rydberg, E. Schroder, D. C. Langreth, and B. I. Lundqvist, Phys. Rev. Lett. 92, 246401 (2004).
[2] K. Lee, D. D. Murray, L. Kong, B. I. Lundqvist, D. C. Langreth, Phys. Rev. B 82, 081101(R) (2010).
[3] I. Hamada, Phys. Rev. B 89, 121103 (2014).
[4] F. Huttmann, et al, Phys. Rev. Lett. 115, 236101 (2015).

標題：ナノスケール-量子物質セミナー：二次元物質ファンデルーワルスヘテロ界面における 電子・光・スピン・超伝導制御
日時：2017 年 2 月 2 日(木) 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：守谷 頼所属：東京大学生産技術研究所
要旨：
1 原子層・1 分子層の厚みでも安定に存在できる物質、それが二次元物質である。これらの物質は面直方向には結合手を持たないため、異なる物性、結晶構造、格子定数を持つ単結晶薄膜をファンデルワールス(vdW)力によって自由に積層した、vdW ヘテロ構造の実現が可能である。我々はこれまでに様々な vdW ヘテロ構造を作製し電子・光・スピン・超伝導分野との融合を目指してきた。
超伝導を示す二次元物質 NbSe2 同士を意図的にずらして積層させた vdW 接合においては超伝導体間の波動関数の結合が切れ、ジョセフソン電流が流れることを発見した。外部磁場による超伝導電流の位相変調に成功し、vdW 界面が
ジョセフソン接合として振る舞うことを見出した [1]。またグラフェン/NbSe2 構造においては、超伝導近接効果によりグラフェン内への超伝導ギャップの形成に成功した。
二次元の結晶構造はスピン依存伝導やスピン軌道相互作用の研究の場としても興味深い。我々は単原子層 h-BN トン
ネルバリアを介したスピン依存伝導や、グラフェンへのスピン注入、さらに二次元物質強磁性体とそのヘテロ構造の実
現等の成果をもとに、二次元物質 vdW 界面におけるスピントロニクス技術の確立を目指している [2]。
グラフェンは状態密度が通常の金属と比べて極めて小さいため、グラフェン/MoS2 ヘテロ接合においては界面のショットキー障壁の伝導が外部電界により、ほぼ絶縁からオーミックまで大きく変調されることを示した [3]。
その他セミナーでは二次元物質の持つ様々な可能性と展望についても紹介する予定である。

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

54

参考文献
[1] N. Yabuki, R. Moriya et al., Nature Communications 7, 10616 (2016).
[2] T. Yamaguchi, R. Moriya et al., Appl. Phys. Express 6, 073001 (2013); M. Arai, R. Moriya et al., Appl. Phys. Lett.
107, 103107 (2015); T. Yamaguchi, R. Moriya, et al., Appl. Phys. Express 9, 063006 (2016).
[3] Y. Sata, R. Moriya, et al., Appl. Phys. Lett. 107, 023109 (2015); R. Moriya, et al., Appl. Phys. Lett. 106, 233103(2015); T. Yamaguchi, R. Moriya, et al., Appl. Phys. Lett. 105, 223109 (2014); R. Moriya, et al., Appl. Phys. Lett
105, 083119 (2014); R. Moriya, et al., ECS Trans. 69, 357 (2015).

標題：Cathode lens electron microscopy
日時：2017 年 2 月 7 日(火)午後 4 時～午後 5 時 30 分

場所：物性研究所本館 6 階 第 1 会議室（A636)
講師：Ernst Bauer
所属：Department of Physics, Arizona State University
要旨：
Cathode lens electron microscopy is a method for imaging surfaces and thin films with reflected or emitted low
energy electrons. This talk will discuss the principles, possibilities and limitations of the various operation modes.
They include the reflection modes low energy electron microscopy (LEEM) and mirror electron microscopy (MEM),
the emission modes photo emission electron microscopy (PEEM) with UV, laser and synchrotron X-ray light
excitation and Auger electron emission microscopy. Some of these operation modes give not only structural
information but also magnetic information, making use of the spin dependence of the reflectivity or the circulardichroism in emission. Chemical information can be obtained with X-ray PEEM (XPEEM) and Auger electron
emission microscopy (AEEM) via energy filtering. In addition to imaging most instruments allow also diffraction andspectroscopy. Combining several of these techniques a rather comprehensive characterization of surface and thinfilms on the 1 to 10 nm resolution level is possible, depending upon operation mode and instrument design. The
ultimate resolution is limited by the long wavelength of low energy electrons to about 2 nm in aberration-corrected
instruments.
The talk assumes familiarity with the basic physical processes involved in these imaging modes, such as electron
diffraction, UV and X-ray photoelectron emission and Auger electron emission, in order to allow enough time for theillustration of their application with examples.
General reference: E. Bauer: Surface Electron Microscopy with Slow Electrons, Springer, New York, 2014

標題：理論セミナー：Rare-earth magnet
日時：2017 年 2 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：三宅 隆所属：産業技術総合研究所、物質・材料研究機構
要旨：
Rare-earth magnets are mainly composed of 3d transition metals (T) and rare-earth metals (R). The former yieldlarge magnetization, while the latter are a source of strong magnetocrystalline anisotropy (at low temperature).
Strong magnet compounds, such as Nd2Fe14B and Sm2Fe17N3, contain a light element (X) as a third element. We
will discuss the role of the X element in the magnetism of R-T-X systems. First-principles calculations [1] clarify that55

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

the magnetic moment depends sensitively on X as a consequence of orbital hybridization between X-2p and T-3d.
Crystal-field coefficients at the R sites are also affected by X. This suggests that magnetocrystalline anisotropy canbe controllable by additive elements. We will also present a combined first-principles and classical spin model
analysis of magnetocrystalline anisotropy at finite temperature [2,3,4].
[1] Y. Harashima et al., Phys. Rev. B 92, 184426 (2015).
[2] M. Matsumoto et al., J. Appl. Phys. 119, 213901 (2016).
[3] Y. Toga et al., Phys. Rev. B 94, 174433 (2016).
[4] T. Fukazawa et al., arXiv:1612.04478.

標題：理論インフォーマルセミナー：Finite-temperature magnetism of 4f-3d intermetallics: a set of abinitio studies
日時：2017 年 2 月 24 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：松本 宗久
所属：東京大学物性研究所
要旨：
Rare-earth permanent magnets are important materials both technologically and scientifically. They are used intraction motors of hybrid vehicles and power generators to provide a sustainable solution to the energy problem. In
those industrial applications, a recent challenge has been to soften a high-temperature degradation of the magnetic
properties. Engineering of microstructure to better control the extrinsic properties has been pursued while we propose
an intrinsic solution spotting a key energy scale of an exchange coupling between the anisotropic 4f-electron cloud inrare-earth atom and the magnetically polarized 3d-electron bands coming from the Fe-group elements. A simplified
spin model derived basically from first principles shows that a slight enhancement of 4f-3d exchange coupling helps
in partially avoiding the temperature degradation of the magnetic properties around the room temperature or higher[1]. Calculated temperature dependence of magnetic properties in our ab initio spin model is not entirely consistent
with experimental results [1,2] of which reason can be at least partially tracked down to the fundamental issue indescribing the nature of delocalized electrons on the basis of localized degrees of freedom. Other independent ab initio
finite-temperature calculations for rare-earth permanent magnet compounds [3] provide a cross-check with ab initio
description of itinerant electrons within Korringa-Kohn-Rostoker (KKR) method for the electronic structure
calculation combined with coherent potential approximation (CPA) [4]. Finite-temperature scaling analysis between
magnetization and uni-axial magnetic anisotropy energy elucidates the common nature and a difference between aspin model description, ab initio KKR-CPA, and the experimental results. Thus rare-earth permanent magnet makes
a good playground for solid-state physics to address the nature of localized and itinerant magnetism. Extensions of
the present models toward a finite-temperature description of magnetization reversal processes pose anotherchallenge in statistical physics, and are under progress with several different approaches in implementing a scalebridging scheme [5].
References[1] MM, H. Akai, Y. Harashima, S. Doi, T. Miyake, J. Appl. Phys. 119, 213901 (2016).
[2] Y. Toga, MM, S. Miyashita, H. Akai, S. Doi, T. Miyake, A. Sakuma, Phys. Rev. B 94, 174433 (2016).
[3] MM, R. Banerjee, J. B. Staunton, Phys. Rev. B 90, 054421 (2014).
[4] H. Shiba, Prog. Theor. Phys. 46, 77 (1971); H. Akai, Physica 86-88B, 539 (1977).
[5] H. Sepehri-Amin, J. Thielsch, J. Fischbacher, T. Ohkubo, T. Schre, O. Guteisch, K. Hono, Act. Mater. 126, 1 (2017).

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

56

標 題 ： 凝 縮 系 イ ン フ ォ ー マ ル セ ミ ナ ー ： Toward unified physics of quasi-one-dimensional organic
superconductors: (TMTTF)2X in the metallic state (X=Br)
日時：2017 年 2 月 27 日(月)午後 4 時～午後 5 時

場所：物性研究所本館 6 階 第 2 セミナー室（A612)
講師：Prof. Woun Kang
所属：Ewha Womans University, Seoul, Korea
要旨：(TMTTF)2X is the sulfur analog of the well-known quasi-one-dimensional (Q1D) organic superconductor(TMTSF)2X and precedes it in the development of organic metals. Although they are metallic at room temperature,they undergo transitions into various insulating states at low temperature. While the insulating states deserved
intensive study by themselves, efforts have been made to bring (TMTTF)2X to a metal at low temperature and to findsuperconductivity therein. Over a period of 14 years, superconductivity was confirmed in four members of(TMTTF)2X such as X=Br, PF6, AsF6, SbF6 under relatively high pressure. On the other hand, a generic phase
diagram has been proposed to assume that the physics of the selenium and sulfur series must be treated on an equal
footing. In an effort to support this idea, there has been a number of attempts to verify if the metallic state of(TMTTF)2X has indeed the same ingredients as those of (TMTSF)2X, but without much success until recently. In
this study, we chose (TMTTF)2Br for a practical reason and studied the angular dependent magnetoresistanceoscillations (AMRO) and the Hall effect under high pressure. Two of the most representative properties of Q1D metals,
three-dimensional AMRO oscillations (including Lebed resonances, Danner-Chaikin oscillations, and the third angle
effect) and field-induced spin-density-waves accompanied with quantized Hall resistance, were unambiguously
confirmed in (TMTTF)2X in the end. These results suggest that physics of Q1D electronic system is universal
regardless of the sulfur and selenium series.

標題：理論セミナー：Shot noise and Bell pair creation in nonlinear current of Kondo quantum dots
日時：2017 年 3 月 3 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：阪野 塁
所属：京大学物性研究所
要旨：
Low energy properties of the Kondo−correlated quantum dots are described by the local Fermi−liquid which is anextension of famous Landau’s Fermi−liquid to impurity systems where the Coulomb interaction works only forelectrons in the impurity site. The non−equilibrium Kondo state has been intensively investigated in quantum dots,
where non−equilibrium state is finely tuned and investigated by applying small bias−voltages between electric leads
connected to the dot. A prominent result from the non−equilibrium Kondo effect is that residual interaction of the
Fermi liquid generates quasiparticle pairs with 2e effective charge in nonlinear currents, and the pair can be observed
as an enhancement of the shot noise.
We show theory and experiments on Fermi−liquid nature in shot noise measurement in a carbon nanotube
quantum dot1−3. Particularly, current and noise due to the Kondo effect in carbon nanotube quantum dot where thelocal moment constituted of not only spin and but also chiral or orbital degrees of freedom emerges are discussed.
Furthermore, a new entangled−electron−pair generator utilizing the pair creation of the local Fermi−liquid in electric
current in a quantum dot device is discussed. It is elucidated that local−Fermi−liquid exchange interaction violates

57

物性研だより第 57 巻第 1 号■■■ ■ ■ ■■

the Clauser−Horne−Shimony−Holt type Bell’s inequality for nonlinear currents through correlated two different
channel of a double quantum dot device.
1. Ferrier, RS, et al., Nat. Phys., 12, 230−235 (2016).
2. Y Teratani, RS, et al., J. Phys Soc. Jpn. 85, 094718 (2016).
3. M Ferrier, RS, et al., submitted to PRL.

標題：理論セミナー：On the dynamics of a 1D and 2D prototype quantum many bod y s y s t e m
日時：2017 年 3 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：Xenophon ZOTOS
所属：ISSP, The University of Tokyo / University of Crete
要旨：
I will present recent results(i) on a novel thermal Bethe ansatz approach to magneto-thermal transport in the Heisenberg spin 1/2 chain, as wellas an extension to far out of equilibrium thermal transport (thermal quench) [1],(ii) on the high temperature dynamics of quantum compass models [2].
References:[1] X. Zotos, arXiv: 1604.08434[2] A. Briffa and X. Zotos, arXiv: 1611.00637

標題：LASOR セ ミ ナ ー ： Exploration of novel two-dimensional materials
日時：2017 年 3 月 21 日(火)午前 10 時 30 分～

場所：物性研究所本館 6 階 第 1 会議室（A636) TV 会議（SPring-8 中央管理棟 3 階 TV 会議室）
講師：Dr. Baojie Feng
所属：東京大学物性研究所軌道放射物性研究施設 松田巌研究室
要旨：
During the last decade, two-dimensional (2D) materials, exemplified by the well-known graphene that can be
exfoliated from the bulk phase, have attracted intensive attention. The advent of novel 2D materials makes it possible
to fabricate devices at the atomic scale. Here, I will briefly introduce three of the newly emerging 2D materials:
silicene, borophene and Cu2Si. These materials contain only one atomic layer and have been successfully synthesized
on metal substrates by molecular beam epitaxy (MBE). Scanning tunneling microscopy (STM) and angle resolved
photoemission spectroscopy (ARPES) measurements have unraveled intriguing properties in these materials, suchas the Dirac cones in silicene and borophene and Dirac nodal lines in Cu2Si. These novel properties are not only offundamental interest but also essential for the future device applications.

■ ■■ ■ ■■ ■物性研だより第 57 巻第 1 号

58平成 28 年度外部資金の受入について

１．奨 学 寄 附 金
件

数

金

額（円）

件
19

円
32,134,000

２．民 間 等 と の 共 同 研 究
研

究

題

目

樹脂の架橋構造解析

相 手 側 機 関(株)デンソー高繰返し高出力ハイブリッドArFエキシマシス
ギガフォトン(株)テムレーザの開発
大規模電子状態計算技術の構築

新日鐵住金(株)

各種散乱法を用いた高分子電解質ゲルのゲ(株)日本触媒
ル化過程および内部構造の解析
強磁場マグネット用導体材料の開発とその応(国)物質・材料研究機構
用共 同 研 究 経 費（円）
相手側負担分 本学負担分

研 究 担 当 職 員

1,000,000

附属中性子科学研究施設
教 授 柴山 充弘

22,140,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
准教授 小林 洋平

540,000
1,000,000
0附属計算物質科学研究センター
特任教授 尾崎 泰助
附属中性子科学研究施設
教 授 柴山 充弘
附属国際超強磁場研究施設
教 授 金道 浩一

高次高調波発生用エキシマレーザーの高出
ギガフォトン(株)
力化と応用研究に関する調査研究

3,000,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
准教授 板谷 治郎

次世代半導体デバイスの生産性向上に向け(株)オキサイド
た高出力深紫外線レーザの開発

4,320,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教 授 辛 埴軽希土類-遷移金属化合物の物性研究

22,100,000

附属計算物質科学研究センター
特任教授 赤井 久純

トヨタ自動車(株)顕微動的光散乱を用いたCNT分散液の研(国)産業技術総合研究所
究
強相関f電子系化合物の物性科学研究(国)日本原子力研究開発機構

0

附属中性子科学研究施設
教 授 柴山 充弘

0凝縮系物性研究部門
教 授 榊原 俊郎

EUV光反射率測定用光源へのHHG技術のギガフォトン(株)適用に関する基礎研究

15,000,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
准教授 小林 洋平

水溶液中における糖質と水との相互作用に林原(株)関する軟Ｘ線分光研究

1,000,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
准教授 原田 慈久

散乱法による熟成酒中の分子の存在状態に サ ン ト リ ー グ ロ ー バ ル イ ノ関する研究
ベーションセンター(株)1,100,000

附属中性子科学研究施設
教 授 柴山 充弘

第一原理伝導計算による新規材料・構造デ(株)富士通研究所
バイスにおける研究1,000,000

附属計算物質科学研究センター
特任教授 尾崎 泰助

次世代半導体の生産性を上げる新方式連続(株)オキサイド
波高出力深紫外線レーザー

1,404,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教 授 辛 埴太陽電池の発光特性解析を用いた多接合太 (国)宇宙航空研究開発機
陽電池の耐放射線性向上の研究
構、(大)京都大学

0

機能物性研究グループ
教 授 秋山 英文

強磁場共用装置を用いた有機伝導体におけ(国)物質・材料研究機構
る磁気特性の解明・開発に関する研究

0

凝縮系物性研究部門
助 教 下澤 雅明

溶液中のアイオノマ形態と物性相関に関する
トヨタ自動車(株)研究Ce-Fe系金属間化合物の磁性検討
合

59

計

物性研だより第 57 巻第 1 号(国)産業技術総合研究所、
信越化学工業(株)2,700,000

附属中性子科学研究施設
教 授 柴山 充弘

1,620,000

附属計算物質科学研究センター
特任教授 赤井 久純

77,924,000■■■ ■ ■ ■■

３．受 託 研 究
研

究

題

目

委

託

者

受 入 金

額 （円）

研 究 担 当 職 員

集光型ヘテロ構造太陽電池における非輻射(国)科学技術振興機構
再結合損失の評価と制御

20,800,000

機能物性研究グループ
教 授 秋山 英文

カイラル反強磁性体における起電力機能の(国)科学技術振興機構
実験的開発

50,700,000

量子物質研究グループ
教 授 中辻 知

カイラル反強磁性体におけるスピントロニクス(国)科学技術振興機構
機能の実験的開発

42,900,000

ナノスケール物性研究部門
教 授 大谷 義近

機能物性・生体関連・デバイス関連化学分野(独)日本学術振興会
に関する学術研究動向

1,690,000

凝縮系物性研究部門
教 授 森 初果

ナノ構造制御した金属触媒によるCO2の活性(国)科学技術振興機構
化とメタノール合成

8,190,000

機能物性研究グループ
教 授 信 淳

1,001,000

ナノスケール物性研究部門
准教授 リップマー・ミック

水素をプローブとした固溶型ナノ合金の状態(国)科学技術振興機構
解析20,800,000

附属中性子科学研究施設
教 授 山室 修

新規蛍光体の研究

パナソニック(株)1,300,000

附属計算物質科学研究センター
特任教授 尾崎 泰助

基盤的計算機シミュレーション手法の検討(大)東京工業大学

2,000,000

附属計算物質科学研究センター
教 授 常行 真司

基盤的計算機シミュレーション手法の検討(国)物質・材料研究機構

36,608,000

附属計算物質科学研究センター
教 授 常行 真司

微弱発光標準光源開発による発光蛍光計測(国)科学技術振興機構
定量化15,600,000

機能物性研究グループ
教 授 秋山 英文

光・量子科学研究拠点形成に向けた基盤技
文部科学省
術開発

178,000,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教 授 辛 埴

固体と液体及び界面の電子状態、スピン状
文部科学省
態のダイナミクスの研究

23,435,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教 授 辛 埴次世代の産業を支える新機能デバイス・高性
文部科学省
能材料の創成230,000,000

附属計算物質科学研究センター
教 授 常行 真司

エネルギーの高効率な創出、変換・貯蔵、利(共)自然科学研究機構
用の新規基盤技術の開発

21,800,000

機能物性研究グループ
准教授 杉野 修

固体高分子形燃料利用高度化技術開発事(国)新エネルギー・産業
業／普及拡大化基盤技術開発／酸化物系
技術総合開発機構
触媒の革新的高機能化のためのメカニズム

6,296,000

機能物性研究グループ
准教授 杉野 修

非平衡強相関系に対する非平衡動的平均場理論とテンソル・ネットワーク法を中心とした量 (国)科学技術振興機構
子シミュレーション手法の開拓とシナジー

10,340,000

附属物質設計評価施設
教 授 川島 直輝「超先端材料超高速開発基盤技術プロジェク
ト」のうち「外場応答機能の電子状態計算部 (国)産業技術総合研究所
分の大規模化」

6,095,000

附属計算物質科学研究センター
特任教授 尾崎 泰助

RHEEDのデジタル化に伴う評価

バキュームプロダクツ(株)

附属物質設計評価施設
教 授 川島 直輝

基礎科学のフロンティア－極限への挑戦（基礎科学の挑戦―複合・マルチスケール問題
文部科学省を通じた極限の探求）（サブ課題Ｂ 相転移と流動）（サブ課題Ｄ 量子力学基礎と情報）

30,340,000

メンブレン単結晶を用いた振動発電デバイス(国)科学技術振興機構の創製

5,200,000

ナノスケール物性研究部門
助 教 高橋 竜太

エネルギー貯蔵材料の動作下超高分解能放(国)産業技術総合研究所
射光軟Ｘ線電子状態解析

5,287,597

附属極限コヒーレント光科学研究センター
准教授 原田 慈久

合■ ■■ ■ ■■ ■計718,382,597

物性研だより第 57 巻第 1 号

60

人

事

異

動

【研究部門等】○平成 29 年 3 月 31 日付け
（辞

職）
氏

名

左右田

所
稔

属

職

名

助

教

属

職

名

備

附属物質設計評価施設

助教

東北大学金属材料研究所 助教から

職

名

備

授

附属中性子科学研究施設

備考

理化学研究所 研究員へ

○平成 29 年 4 月 1 日付け
（採

樋

用）
氏

名

口

祐

所
次

考

○平成 29 年 4 月 1 日付け
（兼

務）
氏

名

所

属

常

行

真

司

附属計算物質科学研究センター

教

藤

堂

眞

治

附属計算物質科学研究センター

准 教 授

考

本務：東京大学大学院理学系研究科
期間：平成 29 年 4 月 1 日～平成 30 年 3 月 31 日
本務：東京大学大学院理学系研究科
期間：平成 29 年 4 月 1 日～平成 30 年 3 月 31 日

（委嘱「客員：テーマ限定型」）
氏

名

所

属

職

名

有

田

亮太郎

量子物質研究グループ

教

授

瀧

本

哲

也

物性理論研究部門

教

授

春

山

純

志

ナノスケール物性研究部門

准 教 授

萩

田

克

美

附属中性子科学研究施設

准 教 授

吉

田

鉄

平

附属極限コヒーレント光科学研究
センター

教

授

職

名

教

授

備

考

本務：理化学研究所創発物性科学研究センター
・チームリーダー
期間：平成 29 年 4 月 1 日～平成 30 年 3 月 31 日
本務：新潟大学工学部・教授
期間：平成 29 年 4 月 1 日～平成 29 年 9 月 30 日
本務：青山学院大学大学院理工学研究科・准教授
期間：平成 29 年 4 月 1 日～平成 30 年 3 月 31 日
本務：防衛大学校・講師
期間：平成 29 年 4 月 1 日～平成 30 年 3 月 31 日
本務：京都大学大学院人間環境学研究科・教授
期間：平成 29 年 4 月 1 日～平成 30 年 3 月 31 日

（委嘱「客員：テーマ提案型」）

渕

61

氏

名

崎

員

所
弘

物性理論研究部門

物性研だより第 57 巻第 1 号

属

備

考

本務：愛媛大学大学院理工学研究科・教授
期間：平成 29 年 4 月 1 日～平成 30 年 3 月 31 日■■

■ ■ ■ ■■

【事務部】○平成 29 年 4 月 1 日付け
（転

出）
氏

名

金

井

秀

瀧

澤

（転

所

属

職

名

備

長

大気海洋研究所国際・研究推進チーム

雄

共同利用係

係

悠

総務係

一般職員

研究推進部研究推進企画課

考
係長へ

一般職員へ

入）
氏

名

所

原

田

正

史

山

本

佳

奈

職

名

共同利用係

係

長

総務係

一般職員

■ ■■ ■ ■■ ■

属

備

考

医学部附属病院総務課総務企画チーム〈庶務担当〉
係長から
新規採用

物性研だより第 57 巻第 1 号

62

編 集 後 記
物性だよりで紹介されている研究成果記事は、プレスリリースを行い物性研ホームページでもニュース記事になったものを中心に物性研だよりへの寄稿をお願いしています。ここ数年のプレス
リリースは月にして1件のペースだったのですが、昨年は年間 25 件と大幅に増え、最近の物性研の皆さんのアクティビティの現れの1つだと思います。一方、プレスリリースでは記事にされることが第1の目的となるため、内容はどうしても一般向けになります。結果として、著者の方にはプレスリリースの一般向けと、物性研だよりの研究コミュニティ向けの内容の2つを書いて頂いていることになり、広報としては負担の軽減について今後考えていくべき点です。また、良い研究成果であってもプレスリリースには不向きとなることが基礎研究分野では往々にしてあり、掲載される記事も偏りが生じてしまっている観も拭いきれません。現在、物性研のホームページの更新を今年度中に予定しております。そこでは、研究成果を発信する媒体として魅力を感じて頂けるようなホームページにすることにより、プレスリリース以外についても物性研の皆さんに、更には共同利用研として共同研究の方々から寄稿して頂くことによって、物性研究の多様で深みがある研究を広くアピールすることができればと思っております。というわけで、今回の編集後記は広報の宣伝にさせて頂きました。ちなみに今回の記事の1つの松田巌先生は昨年プレスリリースが5件ありアクティブな方のお一人です。

鈴 木 博 之物性研だよりの購読について
物性研だよりの送付について下記の変更がある場合は、お手数ですが共同利用係まで連絡願います。
記
１． 送付先住所変更（勤務先⇔自宅等）
２． 所属・職名変更
３． 氏名修正（誤字脱字等）
４． 送付停止
５． 送付冊数変更（機関送付分）
変更連絡先：東京大学物性研究所共同利用係〒277-8581 柏市柏の葉 5-1-5
メール：issp-kyodo@issp.u-tokyo.ac.jp

第 57 巻第1号
2017 年 4 月

57

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

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
スピン液体状態における熱ホール効果の発見
鉄系超伝導体FeSeが示す特異な高圧下電子状態相図
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・高精度化̶

2017

take17.6.16

3校