第 62 巻

第2号
2022 年度

偏極中性子散乱による空間反転対称性を持つ
磁気スキルミオン物質の磁気構造解析
ー再稼働したJRR-3からの成果ー
スーパーコンピュータ「富岳」による大規模物性データの自動創出
ー不規則系磁性材料におけるビッグデータの実現へー
伝導電子と局在スピン・軌道が織りなす悪魔の調律〜多極子の衣をまとった電子「多極子ポーラロン」を発見〜

2022

第 62 巻第2号
2022 年度

contents
1

1

4

偏極中性子散乱による空間反転対称性を持つ磁気スキルミオン物質の磁気構造解析−再稼働した JRR-3 からの成果−

中島 多朗

スーパーコンピュータ「富岳」による大規模物性データの自動創出−不規則系磁性材料におけるビッグデータの実現へ−

福島 鉄也、赤井 久純、知京 豊裕、木野 日織

9伝導電子と局在スピン・軌道が織りなす悪魔の調律〜多極子の衣をまとった電子「多極子ポーラロン」を発見〜
新井 陽介、黒田 健太、近藤 猛

12 日本生物物理学会学生発表賞を受賞して
4

柴田 桂成

14

2022 年度日本表面真空学会 学会賞を受賞して15

表面・界面スペクトロスコピー 2021 のスチューデントプライズを受賞して

松田 巌

川口 海周

16

ISSP 学術奨励賞を受賞して18

客員所員を経験して

林 智広

19

客員准教授を経験して

稲村 泰弘

酒井 明人

9

e−

21

25

【物性研究所短期研究会】○機能的走査プローブ顕微鏡の新展開/ Frontier of scanning probe microscopy and related nano science【ISSP ワークショップ】○高圧セミナー“最近の話題から”

29 【物性研究所談話会】
30 【物性研究所セミナー】
18

19

36
38
40

【物性研ニュース】○東京大学物性研究所人事異動一覧○令和３年度外部資金の受入について○東京大学物性研究所教員公募について

編集後記
物性研だよりの購読について

偏極中性子散乱による空間反転対称性を持つ磁気ス
キルミオン物質の磁気構造解析－再稼働した JRR-3 からの成果－
物性研究所中性子科学研究施設

中島 多朗

2000 年代以降の固体物性の潮流の一つとして「スピン用を持ちながら、結晶構造がカイラリティを持つために、配列の空間反転対称性の破れによる創発物性」が挙げられスピンを傾けて配列させるジャロシンスキー・守谷(DM)ます。代表的には 2003 年に報告されたペロブスカイト型相互作用が働き、この二つの相互作用の競合で長周期のら

Mn 酸化物 TbMnO3 のらせん型磁気構造が自発電気分極をせん磁気構造が生じます。前述のマルチフェロイック物質

誘起する現象、いわゆるスピン誘導型マルチフェロイック

とは逆に、この系では元々結晶構造が空間反転対称性をなどがよく知られています[1]。らせん型の磁気秩序には破っているために、らせん磁気秩序が選ばれたと言えます。

右巻き・左巻き(あるいは時計回り、反時計回り)の巻き方

このらせん磁気秩序の状態において転移温度近傍でわずかがあり、両者は単なる平行移動では重なり合いません。

に磁場をかけると、図 1 に示したような渦状の磁気構造

よって結晶が空間反転対称性を持っていたとしても、磁気が現れます。これが磁気スキルミオン格子と呼ばれる状態

構造が右巻き、左巻きのどちらかを選ばざるを得ない状況

で、局所的にはらせん磁気構造のように隣接するスピンがでは系の対称性が破れ、それが電気分極などのマクロな交角度をつけて配列していますが、全体としてみると、渦の差相関応答を生じさせる原因となります。このらせん型のような模様が三角格子を形成しています。ここで物質中のような複雑な磁気構造を決定するのには中性子散乱実験がスピン配列を平均化して連続場として考えると、この渦の非常に有効です。中性子は電荷を持ちませんがスピン 1/2

中心はトポロジカル欠陥とみなすことができ、その構造のを持つ粒子であり、磁気秩序した物質に入射すると、物質

トポロジーに起因する新奇な現象が数多く報告されてきま中の磁気モーメントとの磁気双極子相互作用によって散乱し た 。 ( 詳 し く は 参 考 文 献 [3] な ど を ご 参 照 く だ さされ、その散乱パターンを解析することで磁気構造が決定

い。)MnSi の研究が注目を浴びて以降、同様に「強磁性できます。実際に 2000 年代のマルチフェロイック研究で相互作用」と「DM 相互作用」を持つ物質が集中的に研究

は中性子散乱は非常に大きな役割を果たしました。東海村

され、数多くの磁気スキルミオン物質が報告されてきましにある日本原子力研究開発機構の研究用原子炉 JRR-3 にた。もちろんこれらの物質も中性子散乱を用いて研究されは物性研が共同利用として運用する中性子散乱装置が多数てきたのですが、多くの場合において強磁性相互作用が設置されており、磁気構造研究に大活躍していました。しDM 相互作用より非常に強く、磁気的な変調周期は長くな

かし、2011 年の東日本大震災の後、新たな耐震基準を満り、典型的には 10-100 nm 程度でした。中性子散乱実験

たすための工事のために JRR-3 は長期の停止を余儀なくに用いられる中性子の波長は 1 から 10Å程度ですから、されました。一方物性研究においては、らせん型磁気構造

相手にする周期構造が波長よりも非常に長くなると、小角に付随する新現象が次々と発見され、特に 2009 年には複散乱と呼ばれる手法で観測することになります。一方、数のらせん型磁気変調の重ね合わせとして表される渦型の磁気構造である「磁気スキルミオン」が多くの注目を浴びるようになりました。この磁気スキルミオンに関する研究が盛り上がった 2010 年代に JRR-3 が停止していたのは日本の磁性研究コミュニティにとって大きな痛手だったと思います。しかし、日本の中性子研究者の多くは、物性研の海外旅費支援事業による国外中性子施設の活用や、当時
徐々にビーム出力を上げてきた J-PARC のパルス中性子源などを活用することで成果をあげてきました。
2009 年に最初に報告された磁気スキルミオン物質は
MnSi という金属磁性体でした[2]。この系は強磁性相互作

1

物性研だより第 62 巻第 2 号

図 1：磁気スキルミオン格子のイメージ図。矢印が各原子の磁気モーメントに対応する。

■■ ■■ ■ ■ ■

10 nm を超える長さスケールになってくると電子顕微鏡

間反転対象な物質における磁気スキルミオンが報告されによる実空間観測が可能となってきて、このトポロジカ[6,7]、その流れは今日も続いています。この新しいスキ

ルな渦構造を直接見たという実験が数多く報告されました

ルミオン物質は総じて磁気的な周期が 2-3 nm と短く、今[4]。個人的な印象としては、これくらいの長さスケールの所電子顕微鏡による実空間観測が難しい領域にあります。

になってくると、やはり実空間観測の方が実験手法として今こそ中性子による磁気構造研究が必要だという時に、タ優位に立ってくるように思います。

イミングよく JRR-3 が再稼働することになりました。
2021 年度の中性子の共同利用では、磁気スキルミオン関係の一般課題がいくつか出され、私の担当する偏極中性子
三軸分光器(POlarized Neutron Triple-Axis spectrometer,
PONTA)にも東大工学部の関研究室助教の高木さんが実験
しにきてくださいました。高木さんが持ってこられたのはEuAl4 という物質で、正方晶の比較的単純な結晶構造を持
つ 2 元系でありながら、磁気スキルミオン格子相を含む多彩な磁気相転移を示す興味深い物質です。実は我々のグループと高木さん達は 2020 年度の後半に J-PARC のパルス中性子を使ってこの物質の磁場中の磁気構造を調べる

図 2: JRR-3 の 5G ビーム孔に設置された PONTA 分光器。

研究を進めていたのですが、論文化に向けてゼロ磁場の磁

MnSi における磁気スキルミオンの発見から 10 年経っ

気構造も詳細に解明しましょうということで、PONTA にた 2019 年にまた大きな発見がありました。当時理研にいおける偏極中性子散乱を行いました。図 2 に PONTA のらっしゃった車地さんらの研究により、空間反転対称性を

写真を示しますが、原子炉から取り出した中性子ビームを保った結晶構造を持つ Gd2PdSi3 という三角格子金属磁性

強磁性ホイスラー合金で出来たモノクロメーターで反射さ体で磁気スキルミオンおよびそれが誘起する巨大なホールせることでスピン偏極した中性子ビームを取り出します。

効果が観測されました[5]。これは今までのスキルミオン

ヘルムホルツコイルやスピンフリッパーで中性子スピンを物質開拓で重要視されてきた「空間反転対称性の破れた磁コントロールした状態でビームを試料に当て、散乱中性子性体を探す」という指針を大きく変え、空間反転対称をのスピン状態をさらにホイスラーアナライザーで解析して保った系でも磁気フラストレーションや伝導電子が媒介す計測します。散乱中性子のスピン状態は物質の磁気モーメる長距離相互作用などによって磁気スキルミオンが生じる

ントの方向によって変化するので、この情報を活用するこことを示したものでした。これを皮切りとして、次々と空とでらせん磁気構造やスキルミオンなどの磁気構造を効率

図 3: PONTA で観測された、spin-flip, non-spin-flip 散乱強度の温度変化。
論文[8]の supplementary material から引用。

■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

2よく決定することができます。GM 冷凍機を使って 2 Kまでの範囲で測定を行ったところ、図 3 に示したような
spin-flip, non-spin-flip 散乱の温度変化が得られました。
詳細は割愛しますが、この結果は 15 K 以下に 4 つの磁気相が存在しており、その中にはこれまで報告されてきたス
キルミオン格子とは異なる、新たな磁気渦構造も含まれていることを示しています。高木さんらはこの結果をすぐに
ま と め て 投 稿 し て く だ さ り 、 3 月 に は Nature
Communications 誌に掲載されました[8]。詳しい内容についてはぜひ本論文をご参照ください。この結果は再稼働した JRR-3 において、我々の PONTA 分光器としては最初の成果となり、近年注目を集めるトピックの研究にタイムリーに貢献できたことを非常に嬉しく思っています。
2022 年度も 5 月から JRR-3 の共同利用が始まります
が、ありがたいことに今年度も数多くの一般課題の申請を頂きました。磁気スキルミオンだけでなく、非共面的磁気構造とともに巨大なホール効果を示す反強磁性体など魅力的なトピックが数多くあります。今後も分光器の性能をさらに向上させながら、これらの現象の解明に貢献していきたいと考えています。また、震災の前と比較しての大きな違いは、同じ東海村の原子力研究開発機構内に J-PARCが存在しており、パルス中性子と原子炉中性子の相補利用が可能になっているという点です。国内に 2 種類の大型中性子源があるというのは極めて恵まれた状況ですから、これを活用して相乗効果をもたらすような研究の展開を考えていきたいと思います。

参考文献：[1] T. Kimura et al., Nature 426, 55 (2003).
[2] Muhlbauer et al., Science 323, 915 (2009).
[3] N. Nagaosa and Y. Tokura, Nat. Nanotech. 8, 899(2013).
[4] X. Z. Yu et al., Nature 465, 901 (2010).
[5] T. Kurumaji et al., Science 365, 914 (2019).
[6] M. Hirschberger et al., Nat. Commun. 10, 5831 (2019).
[7] N. D. Khanh et al., Nat. Nanotech. 15, 444 (2020).
[8] R. Takagi et al., Nat. Commun. 13, 1472 (2022).

3

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

スーパーコンピュータ「富岳」による大規模物性
データの自動創出－不規則系磁性材料におけるビッグデータの実現へ－
東京大学物性研究所、データ統合型材料物性研究部門

福島 鉄也、赤井 久純

物質・材料研究機構(NIMS)、統合型材料開発・情報基盤部門

知京 豊裕、木野 日織

はじめにて遅れをとっているのが現状である。その主たる原因は、理論、実験に問わずマテリアル研究の目的は新奇物理現

高品質の無機材料のデータ数が少ないため、効率よくデー

象・物性機能の発見、そしてそれらの微視的機構を解明す

タ科学の手法を適用できていない点が挙げられる(スモー

ることである。微視的機構の定量化が可能であるならば、

ルデータ問題)。この問題を克服するため、海外において自由に物理現象を制御し、望みの機能性物質を設計(デザは、第一原理計算によって創出されたマテリアルデータをイン)できることも期待される。しかし、室温をはるかに蓄積し、さらに利活用を可能にするリポジトリの構築・運超える転移温度を持つ超伝導体、レアアースを使用しない

営 が 積 極 的 に 行 わ れ て い る 。 既 に 、 NOMAD[1] 、

超強力な永久磁石等が未だ存在しないことから推測できる

OQMD[2]、AFLOW[3]、Materials Project[4]等のリポジ

ように、物質設計(マテリアルデザイン)は容易ではない。

トリが世界的にスタンダードになっており、ユーザーは

その理由は、マテリアルデザインは物質が与えられ物理現

API 機能を用いて、自由にマテリアルデータを獲得し、ス象を解明する一般的な研究(順問題)とは異なり、膨大な自クリーニングを実行することができる。残念ながら、我が由度の中から目的とする機能を発現する最適なマテリアル

国では、このようなリポジトリは存在せず、データ駆動型の構成原子と構造配置を見つける逆問題だからである。

マテリアルデザインは海外に比べ遅れているのは否めない。

従来の試行錯誤的なトライアル・アンド・エラーによる我が国の国際競争力を向上するためには、これらのリポ

材料探索手法を用いて、このような逆問題を解くのは、時ジトリと差別化を図り、世界に先んじて材料開発にとって間・人的コストの観点から困難を極める。それゆえ、コン利用価値の高い高品質のデータを創出する必要がある。幸

ピュータ上で、経験的パラメーターを用いず材料特性を定い、上記に挙げた海外のデータリポジトリは単体物質や単量的に評価可能な第一原理電子状態計算は、高効率にマテ

純化合物をターゲットにしており、含まれる物理量も電子

リアルデザインを実施するツールとして期待されてきた。

状態や構造安定性に関わる情報に限られる。そこで、我々

しかし、試料合成技術の発展に伴い、高・多機能性実現のは、スーパーコンピュータ「富岳」と、独自の第一原理計

ため対象系は単純な化学量論的化合物だけでなく、多元合

算コードである「AkaiKKR」[5]を用いることにより、約金や複合構造材料、さらには非平衡成長で得られる準安定

15 万個の磁性多元合金から成る広大な材料空間を自動網材料へ広がっている。そのため、汎用の第一原理計算コー

羅的に探索することで、電子状態、磁化、強磁性転移温度、ドを単純に使用するだけでは、この果てしなく広がる材料

電気抵抗率を含むユニークで利用価値の高い大規模物性

空間には太刀打ちできない。

データベースの構築を試みた。また、データベースに頻出

そこで、データ科学が登場する。ICT、AI、自動化の発パターンマイニング等のデータ科学手法を適用することに展に伴い、あらゆる分野でデジタルトランスフォーメー

より、磁気特性を決定する支配因子や電気抵抗率の法則性

ション(DX)が推進されており、それはマテリアルの分野の発見にも成功した。[6]においても例外ではない。要するに、蓄積されたマテリア
ルデータに、データ科学を適用して、新たな知識を獲得し、結果

物性支配因子の推定、または材料探索を加速させようとい

スーパーコンピュータ「富岳」と「AkaiKKR」による自うのである。近年、「python」や「R」におけるデータ科

動網羅計算学用ライブラリの充実は目を見張るものがあり、誰でもスーパーコンピュータ「富岳」は、2021 年 11 月に 4 部

データ駆動型マテリアルデザインを実行できる。しかし、門で 4 期連続の世界 1 位を獲得した。
「富岳」は基礎科学、データ科学により革新的な無機材料が見つかるまでは至っ

気象、防災、医療等の幅広い分野で用いられており、産業ておらず、バイオ・ケモインフォマティクスの分野に比べ分野においても画期的な成果を期待されている。我々が参■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

4加している「富岳」成果創出加速プログラム(大規模計算れている。この材料空間に対して全自動網羅計算を実行し、とデータ駆動手法による高性能永久磁石の開発)では、こ磁化、強磁性転移温度、電気抵抗率のマテリアルデータをのような要請に応えるため、基盤的シミュレーション手法

蓄積する。計算の収束性制御などは全自動であり、「富岳」の開発、そして不規則系磁性材料を対象とした大規模物性と「AkaiKKR」を利用することで 1 週間以内に 15 万個か

データベースの構築を通じ、高性能磁性材料の開発を目指

ら成る材料空間を探索し尽くすことが可能である。図している。

1(右)は全自動網羅計算によって得られたデータ(BCC 構

物性研究所は長年にわたって、国産の第一原理計算コー

造のみ)を、各物理量を軸に取った 3 次元散布図で示した

ド「AkaiKKR」の開発を行ってきた。「AkaiKKR」は全ものであり、各点が一つの系に対応している。磁気特性が電 子 計 算 手 法 の 一 つ で あ る Korringa-Kohn-

良い材料(FeCoXY、FeCoNiX、MnFeXY、MnFeCoX、

Rosotker(KKR)グリーン関数法に基づいた電子状態計算

MnFeNiX: X、Y は非磁性元素)は色分けされており、特ソフトウェアである。最大の特徴はコヒーレントポテンにオレンジ色で囲まれている領域は、高磁化・高強磁性転シャル近似(CPA)と組み合わせることにより、スーパー

移温度・高電気抵抗率を有する新規軟磁性材料の候補物質

セル法を用いることなく不規則系の電子状態を高精度かつを示している。

高速度に計算可能な点である。CPA はシングルサイト近似の一種であり完全ランダムな配置を仮定するが、非局所頻出パターンマイニングを用いた 4 元磁性高エントロピー

CPA など短距離秩序を記述する手法も存在する。また、合金の特徴量解析

Kohn-Sham 方程式に対応する 1 電子グリーン関数が直接

データ科学手法を構築したマテリアルデータベースに適求まるため、線型応答理論との整合性がよく多様な物理量用することで、物性支配因子に関する知識を獲得することを計算できる。Force theorem に立脚した Liechtensteinができる。今回は、磁化と強磁性転移温度の磁気特性に着公式を用いると磁気的相互作用及び強磁性転移温度、

目し、これらを特徴づける量を抽出するため、頻出パター

Kubo-Greenwood の公式と組み合わせることにより電気ンマイニングを用いて区画特徴特定を行った。頻出パター

抵抗率の定量的評価が可能である。さらに、全電子計算で

ンマイニングは大量のデータから頻出する特徴、規則性、あるため擬ポテンシャルを必要とせず、transferability のパターンを抽出する機械学習の手法である。この手法の有問題を気にせず自動網羅計算を実行できる。

名な例として「ビールとおむつ」というものがある。国外

図 1(左)は、今回のターゲットとなる材料空間を表してのあるスーパーマーケットがバスケットデータ(トランザク

いる。金属元素を中心に 38 元素の中から 4 元素を選び

ションデータ)をマイニングしたところ、「ビールとおむつ」

FCC、BCC 構造を有する 4 元高エントロピー合金を構築

を同時に購入する男性客が多いことが判明した。そこで、する(合計約 15 万個)。図では MnFePdW が例として示さ「ビールとおむつ」を近くに陳列すると売り上げが向上し

図 1：(左)面心立方格子(FCC)と体心立方格子(BCC)を有する 4 元高エントロピー合金(HEA)から成る材料空間(合計 147,630 個)。例として Mn、Fe、Pd、W が記されている。(右)「富岳」と「AkaiKKR」による自動網羅計
算の結果(BCC の場合のみ)。各軸は磁化、強磁性転移温度、残留抵抗に対応する。オレンジ色の領域は高性能軟磁性材料として有望な系である。

5

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

たという話である(単なる都市伝説とも言われている)。理ると定義して𝑚1 からの相対磁化で強磁性、反強磁

由は、母親が「おむつ」を持つのはかさばるので、父親に性の磁化並びを定義する。例えば，|𝑚1 | > |𝑚2 | >購入を依頼するとついでに「ビール」を購入するというこ|𝑚3 | > 𝑚𝑡ℎ > |𝑚4 |かつ𝑚2 < 0, 𝑚3 > 0の場合、ことらしい。マテリアル研究に、このような頻出パターンマの系の磁気モーメントに対するアイテムを階層的イニングが適用された例はほとんどない、その原因はマテに文字列 FA、FAF、FAFN と定義する。|𝑚1 | >リアルデータの少なさにあったと考えられる。

|𝑚2 | > 𝑚𝑡ℎ > |𝑚3 | > |𝑚4 |かつ𝑚2 < 0の場合は、

図 2(a)は、BCC 構造を有する四元ハイエントロピー合

FA、FAN のみとする。

金の、磁化と強磁性転移温度の 2 次元マップである。高磁例えば、CrRuHgBi に対応するトランザクションは Cr,化・高強磁性転移温度を有する系は色分けされている。まRu, Hg, Bi, D4, FA, FAN となる。頻出パターンマイニン

ず、このマップをデジタイズして区画分割を行う。図 2(b)グには、宇野らによって開発された LCM (Linear time

では、10×10 の区画に分割されており、カラーバーは区

Closed itemset Miner)[7]を用いた。

画内に含まれる系の数を示している。次に各区画に対して

図 2(c)、(d)はそれぞれ頻出パターンマイニングによっ

トランザクションデータベースを各系のレコードから構築て抽出された、各区画の元素特徴量とスピン配列特徴量をする。レコードを構成するアイテムを次のように定義する。

示している。高強磁性転移温度を得るためには、Fe と Co

1.

四元高エントロピー合金の構成元素：element1、原子を同時に含む必要があるのが、本解析によりわかる。

element2、element3、element4。

高磁化には、Fe と Mn 原子のスピンが平行に揃う必要が2.

デジタイズした区画の ID：C10 等(図 2(b)を参照)。

ある。合金中の Fe と Mn のスピン配列は、格子定数、他

3.

「 AkaiKKR 」 に よ っ て 得 ら れ た 構 成 元 素 の マ

元素種、成長条件に大きく依存することが知られており、フィンティン球内の局所磁気モーメントを|𝑚1 | >これらを制御するのが高磁化実現のキーポイントになる。

|𝑚2 | > |𝑚3 | > |𝑚4 |となるように並び替える。𝑚1

また、我々の頻出パターンマイニングは Rh 原子が磁化をを正に取り直し、𝑚𝑡ℎ 以上を磁気モーメントがあ増強させる効果があることを示唆している。セル ID：B1、

図 2：(a)BCC 構造を有する四元ハイエントロピー合金における磁化と強磁性転移温度(キュリー温度)の 2 次元マップ。
(b)2 次元マップの区画分割。(c、d)頻出パターンマイニングによって得られた元素特徴量とスピン配列特徴量。

■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

6

D1、E1 からわかるように、early transition metal のスピできそうだが、磁性合金ともなると、不純物ポテンシャル

ン配列は late transition metal と反平行になる。これは、散乱やスピン散乱等の複雑な散乱過程を考慮する必要があ

電子状態の観点から、次のように理解できる。例えば、る。実際、我々が創出した約 15 万個の 4 元高エントロ

Cr と Fe 原子を含む高エントロピー合金を考えると、Fe

ピー合金の電気抵抗率を対象に、全状態密度と部分状態密原子に比べて小さい原子番号を有する Cr 原子は、相対的度を説明変数とし回帰モデルの構築を試みたが、説明力がに斥力的なポテンシャルを感じ、その 3d 仮想束縛状態は高い回帰モデルを得ることはできなかった。

フェルミ準位直上に押し上げられる。その結果、Cr 原子と今回、我々は元素の基礎物理量(原子質量や電子数等)とFe 原子の 3d 状態と逆向きにスピン分裂することになる。

周期表の特徴量(周期と族)に着目し、4 つの構成元素に対する最大値、最小値、平均、標準偏差を説明変数(合計 40

電気抵抗率の回帰と法則性の発見個)として、電気抵抗率の回帰を実施した。その結果、説線型応答の範囲内であれば、密度汎関数理論から得られ明変数の 3 次までを考慮した線形回帰では決定係数(R2)がる基底状態の情報から、励起状態特性である電気伝導率を0.840、ランダムフォレスト回帰では 0.964、k 近傍回帰で計算することができる。完全周期系なら、絶対零度においは 0.941 と説明力の高い回帰モデルを構築できた。次にて電気伝導率は発散する。有限温度では、フォノンやマグ

permutation importance を使用することで、得られた回ノン励起が散乱過程に影響を与え完全周期系であっても電帰モデルのホワイトボックス化を行った。permutation

気伝導率は発散しない。不規則系の場合は、不純物ポテン

importance は、ある説明変数をランダムに置換した際のシャル散乱に影響により、絶対零度であっても有限の電気予測能力の変化から、説明変数の重要度を判定する手法で伝導率、すなわち残留抵抗率を得ることができる。先人のある。この手法により、4 元高エントロピー合金の電気抵

方々の研究のおかげで、電子論に基づいた磁性の理解は、抗率においては、周期表の族の平均と標準偏差が重要な説かなり進んできている。例えば、計算で得られた状態密度

明変数であることが判明した。ホワイトボックス化されたを精査することにより、支配的な磁性発現機構(例えば、回帰モデルが導いた電気抵抗率の法則性が図 3 にまとめら

二重交換相互作用、p-d 交換相互作用、超交換相互作用れている。図 3 は 4 元高エントロピー合金(𝒳𝒴𝒵𝒲)のお等)と磁気構造を推測するこが可能になっている。しかし、

いて、𝒳𝒴𝒵を図中の元素に固定し𝒲を変化させた時の、

電気伝導となるとそう簡単ではない。自由電子系であれば電気抵抗率の大きさを青丸の大きさで示している。青丸のフェルミ準位での状態密度の大きさから電気伝導率を議論

大きさは全パネルで同じスケールである。図から直ちにわ

図 3：4 元ハイエントロピー合金(𝓧𝓨𝓩𝓦)における電気抵抗率。青丸の大きさは電気抵抗率の大きさを表しており、全パネルで同じスケールである。

7

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

かるのは、周期表で近い族の組み合わせによる系では電気

5.

http://kkr.issp.u-tokyo.ac.jp

抵抗率が小さく、離れた族で構成される系では電気抵抗率

6.

T. Fukushima, H. Akai, T. Chikyow, and H. Kino,
Phys. Rev. Materials 6, 023802 (2022).

が大きくなるということである。今回得られた電気抵抗率の法則性はランダムな合金であれば満たされる可能性は高7.

http://research.nii.ac.jp/~uno/codes.htm

いため、磁性材料や抵抗材料等の探索に非常に有用であると考えられる。

今後の展望
本研究は、「富岳」の計算能力と国産ソフトウェアがあってこそなし得たものであり、マテリアル DX において基盤となる大規模物性データベースを構築したモデルケー
スである。本研究で開発したソフトウェアや自動網羅計算
ツールは、4 元高エントロピー合金だけでなく、永久磁石
材料やスピントロニクス材料等へ適用することができる。
そのため、データ駆動により新たな知識や法則性を見つけ出すことが可能になると同時に、多様な材料の開発が大幅に短縮されることが期待される。

謝辞
本研究は、文部科学省「富岳」成果創出加速プログラム「大規模計算とデータ駆動手法による高性能永久磁石の開発」(JPMXP 1020200307)の一環として実施されたものである。また、本研究の一部は、スーパーコンピュータ「富岳」の計算資源の提供を受け、実施した(課題番号
hp210179）。上記に加え、日本学術振興会の科学研究費(課題番号 18K04926、20K05068、21H01375)、科学技術振興機構の CREST(課題番号 JPMJCR1777、JPMJCR
18I2) と未 来社 会創 造事 業 ( 課 題番 号 JPMJMI18G5 、
JPMJMI21G2)の支援を受けて行われた。

参考文献
1.

https://nomad-coe.eu.

2.

J. E. Saal, S. Kirklin, M. Aykol, B. Meredig, and C.
Wolverton, JOM 65, 1501 (2013).

3.

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R. V. Chepulskii, R. H. Taylor, S. Wang, J. Xue, K.
Yang, O. Levy, M. J. Mehl, H. T. Stokes, D. O.
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218 (2012).

4.

A. Jain, S. P. Ong, G. Hautier, W. Chen, W. D.
Richards, S. Dacek, S. Cholia, D. Gunter, D. Skinner,
G. Ceder, and K. A. Persson, APL Materials 1,
011002 (2013).

■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

8伝導電子と局在スピン・軌道が織りなす悪魔の調律〜多極子の衣をまとった電子「多極子ポーラロン」を発見〜

物性研究所極限コヒーレント光科学研究センター

新井 陽介、黒田 健太*、近藤 猛*

現所属：広島大学大学院先進理工系科学研究科

概要：

劇的な再構成[11]が観測されるなど、磁気相転移に伴って現代のテクノロジーを支える機能物性の多様性は、秩序伝導電子の振る舞いが大きく変化することが知られており、形成を伴った相転移現象の上に成り立っている。例えば、

局在 4f 結晶場と伝導電子の間に強い相互作用が示唆され結晶を形作る原子配列は凝固という相転移で現れ、我々のていた。

生活を支える磁性もスピンを綺麗に配列させる磁気相転移

我々がこうした相互作用に注目し、多極子ポーラロンととして現れる。こうした秩序からのズレに対する復元力という新しい準粒子を解明するに至った大事な成果は、角度して定義される素励起(ボゾン)は、伝導電子と電子ボゾン

分解光電子分光(ARPES)によるキンク構造の観測である。

結合を通して協奏的にやり取りし、このとき形成される準キンク構造とは電子ボソン結合に伴って伝導電子のバンド

粒子が系のマクロ物性に大きな変化をもたらす。実際に、分散に現れる折れ曲がりのことであり、ボゾンとの相互作

こうした準粒子の代表例であるポーラロン(電子−フォノ

用を通して伝導電子の有効質量が大きくなったことに対応

ン結合)や磁気ポーラロン(電子−マグノン結合)は、超伝する。つまり、電子状態のキンク構造を観測することによ

導[1]や巨大磁気抵抗[2]といった強相関現象を引き起こすり、電子が電子ボゾン結合によって準粒子を形成している要因の一つとなっている。このような理由から、準粒子をことがわかる。本研究では、東大物性研で開発されたレー特徴付ける相互作用を理解して制御することが物質科学で

ザーARPES 装置を利用して CeSb の電子状態を詳細に調最も重要な要素の 1 つと考えられている。しかしながら、べることにより、このキンク構造を見出した。

これまで長い歴史をもつ物質科学の分野において実験で観

図 2b-2e に最低温相(AF 相)で測定した CeSb の ARPES

測されてきた準粒子を形成する相互作用はわずか 3 種類

結果を示す。図 2b, 2c はΓ点付近(図 2a の黄平面)で測定(電子−フォノン結合[3]、電子−マグノン結合[4]、電子−

したフェルミ面マッピングの結果と ky = 0 の運動量カッ

プラズモン結合[5])に限られていた。

ト(図 2a, 2b の白矢印)で測定した ARPES バンド分散であ本研究で我々は、レーザーARPES とレーザーラマン分る。フェルミ準位近傍のより詳細な電子状態を調べるため、光を組み合わせることで、少数キャリア半金属 CeSb の

図 2c の破線枠で示すエネルギー・運動量範囲を図 2d に拡「悪魔の階段」と呼ばれる特異な磁気相転移現象において大した。バンド分散が大きく折れ曲がっており、電子ボゾ「多極子ポーラロン」という新しい準粒子が実現している

ン結合に伴うキンク構造が現れていることが見て取れる。

ことを解明した[6]。この準粒子状態は、局在 4f 電子によこの ARPES 画像に対して各エネルギーにおける光電子強る結晶場励起に由来したボゾンと伝導電子との電子ボゾン度分布のピーク位置を追跡したところ(図 2e)、キンク構

結合によって形成される。さらに、「悪魔の階段」における準粒子の温度変化を追跡する実験を行った結果、多極子
ポーラロンが磁気配列の変調に合わせながら電子ボゾン結合の強さを自在に変化させていることを明らかにした。

実験結果：
CeSb の「悪魔の階段」[7, 8]では、Ce の局在 4f 結晶場
による磁気モーメントが異常なまでに長周期の反強磁性構
図 1：CeSb の「悪魔の階段」における磁気構造。
(a) 無磁場下における「悪魔の階段」の磁気相図。
メータによって逐次的に変化する(図 1)。この「悪魔の階段」 (b) 各相における磁気構造の概略図。右上の挿入図は AF 相におでは輸送特性の変化[9]や半金属的な電子バンド構造[10]の ける磁気配列のイメージ。

造を組み、その配列が温度・磁場・圧力といった外部パラ

9

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

造はフェルミ準位以下 ~7 meV のエネルギー位置に現れることがわかる。この結果から決定した CeSb の「悪魔のていることが明らかになった。このエネルギーが伝導電子階段」における 4f 結晶場スキームを図 2f に示す。ここと相互作用するボゾンのエネルギーに対応する。したがっで Γ80 ⟷ Γ8∗ の結晶場励起に注目すると、この素励起はて、CeSb の伝導電子が ~7 meV のエネルギーを持つボゾ~6 meV のエネルギーを持っており、我々の探していた

ンと電子ボゾン結合することにより、準粒子を形成してい~7 meV のボゾンとエネルギーが良く一致する。このことることが明らかになった。

から、~7 meV のエネルギーを持つボゾンは Γ80 ⟷ Γ8∗ のこの電子ボゾン結合を理解するには ~7 meV のエネル

結晶場励起であり、このボゾンが伝導電子と相互作用したギーを持つボゾンの正体を明らかにすることが必要となる。

新しい種類の準粒子が CeSb の「悪魔の階段」で形成されしかしながら、~7 meV というエネルギーは、CeSb の場ていることが明らかとなった。

合、光学フォノン[4]のようなこれまでに電子ボゾン結合

この準粒子は、伝導電子が Γ80 ⟷ Γ8∗ 結晶場励起との相が見出されている素励起のエネルギーと対応しないため、互作用を通して、周囲の 4f 結晶場を励起しながら結晶中ボゾンの正体として他の素励起を検討する必要があった。

を伝播する姿(図 2i)として理解できる。Γ80 ⟷ Γ8∗ 結晶場

そこで、我々は局在 4f 結晶場と伝導電子との相互作用に励起は ΔJz = 2 であり、局在 4f 電子のスピンと軌道が結注目し、~7 meV のエネルギーを持つボゾンが局在 4f 結合した多極子の自由度を持つことから、我々はこの新しい晶場励起に由来した素励起であることを示すために、レー

準粒子を「多極子ポーラロン」と命名した。

ザーラマン分光を行なって CeSb の 4f 結晶場準位を決定した。

最後に我々は、この多極子ポーラロンが「悪魔の階段」の中でどのような振る舞いを示すのか、その温度依存性を

図 2g, 2h にレーザーラマン分光測定の結果を示す。実

レーザーARPESで測定した(図3)。図3aに、この測定の験では CeSb に加えて、参照物質として LaSb のラマンス

結果を示す。~7 meVのキンク構造はAF相だけでなく、よペクトルも測定した。LaSb は CeSb から 4f 電子を取り除り高温のAFP相でも現れており、多極子ポーラロンがいた物質であるため、両物質のラマンスペクトルを比較す「悪魔の階段」全体で形成されていることが確認された。

ることで 4f 結晶場励起について考察することができる。

しかしその一方で、キンク構造の折れ曲がり具合が温度と実際に比較してみると、CeSb にのみ 2 つのピーク構造が共に変化していることがわかった。この折れ曲がり具合は現れており、4f 結晶場励起による素励起が観測されてい電子ボゾン結合の強さ、つまり、伝導電子がどれほど強く

図 2：CeSb のレーザーARPES、レーザーラマン分光の結果と「多極子ポーラロン」。(a) CeSb の AF 相におけるフェルミ面の理論計算とブリルアンゾーン。(b) Γ 点付近((a)の黄平面)のフェルミ面マッピング結果。(c, d) ky = 0((a, b) の白矢印)の運動量
カットで測定した ARPES バンド分散とその拡大図(破線枠)。(e) (d) のバンド分散を追跡したピークプロット。(f) レーザーラ
マン分光により決定された CeSb の「悪魔の階段」の 4f 結晶場スキーム。(g, h) CeSb と LaSb のラマンスペクトルとその拡大図(破線枠)。(i) 多極子ポーラロンのイメージ。

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物性研だより第 62 巻第 2 号

10

図 3：
「悪魔の階段」における多極子ポーラロン。(a) レーザーARPES で観測したキンク構造の温度依存性。(b) キンク構造の折れ曲
がり具合から解析した電子ボゾン結合の強さの温度依存性。

ボゾンと相互作用しているかを表す。したがって、この結史教授・木下雄斗特任助教、茨城大学フロンティア応用原果から、多極子ポーラロンを形成する電子ボゾン結合の強子力科学研究センターの岩佐和晃教授、日本原子力開発機

さが「悪魔の階段」の中で温度と共に変化していることが構先端基礎研究センターの芳賀芳範研究主幹らとの共同研

明らかになった。

究として行われました。この場をお借りして御礼申し上げ

各温度でのキンク構造の折れ曲がり具合から定量的に解ます。

析した電子ボゾン結合の強さを、図3bに示す。電子ボゾ
ン結合の強さは、AF相⟷ AFP6/AFF相やAFP6/AFF相⟷

参考文献：

AFP5相といった「悪魔の階段」の磁気相転移と共にス[1] D. Reznik et al., Nature 440, 1170 (2006).

テップ状態に変化していることがわかる。この結果から、[2] J. M. D. Teresa et al., Nature 386, 256 (1997).

CeSbの多極子ポーラロンは「悪魔の階段」で生じる各磁[3] T. Valla et al., Phys. Rev. Lett. 83, 2085 (1999).

気配列周期の変調に敏感に反応しており、その中で伝導電[4] J. Schäfer et al., Phys. Rev. Lett. 92, 097205 (2004).

子とΓ80 ⟷ Γ8*

結晶場励起によるボゾンとの電子ボゾン結[5] A. Bostwick et al., Science 328, 999 (2010).

合の強さを自在に変化させていることが明らかになった。

[6] Y. Arai et al., Nature Mater. 21, 410 (2022)[7] P. Bak, Phys. Today 39, 38 (1986).

まとめと今後の展望：
本研究により、CeSbの「悪魔の階段」では、伝導電子[8] J. Rossat-Mignod et al., J. Magn. Magn. Mater. 52,
111 (1985).

と局在4f 結晶場励起が電子ボゾン結合することで「多極[9] L. Ye et al., Phys. Rev. B 97, 081108 (2018).

子ポーラロン」という新しい準粒子が形成されていること[10] K. Kuroda et al., Phys. Rev. Lett., 120, 086402 (2018).

が解明された。さらに、この電子ボゾン結合は「悪魔の階[11] K. Kuroda et al., Nat. Commun. 11, 2888 (2020).

段」の秩序配列に敏感に反応し、相互作用の強さを自在に変化させていることも明らかになった。この結果は、温度・圧力・磁場などの条件でCeSbの長周期磁気配列を制御することにより、電気輸送特性を劇的に変化させることが可能であることを示している。このような機構を今後さらに研究することで、スピトロニクデバイスへ向けた磁性材料設計の新たな展開が期待される。

謝辞：
本研究は東京大学工学系研究科の有田亮太郎教授・野本拓
也助教、大阪大学大学院理学系研究科の田島節子名誉教授・宮坂茂樹准教授、東京大学特別教授室の辛埴特別教授、
東京大学物性研究所の鈴木博之高度学術専門職員・徳永将

11

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

日本生物物理学会学生発表賞を受賞して

元 機能物性研究グループ秋山研究室(現 日立製作所)

柴田 桂成

この度、2021 年 11 月に開催された第 59 回日本生物物
理学年会にて、学生発表賞を受賞致しました。受賞対象とな っ た 発 表 は ”Structural dynamics of the Retinal
Chromophore in the Photo-Intermediate State of
Channelrhodopsin C1C2”です。この賞は、生物物理学分野において卓越した研究を行い、日本生物物理学会年会において特に優れた口頭発表を行った学生に授与されます。
このような賞を頂くことができ、大変光栄です。以下、研究内容についてご紹介いたします。
本研究では、少量の試料かつ短時間で、高い信号対ノイズ比のスペクトルを取得できる時間分解共鳴ラマン分光測定系を新たに開発し、代表的なチャネルロドプシンである
C1C2 のチャネル開状態におけるレチナールの構造を明ら
図 4：C1C2 の構造(PDB:3UG9)1

かにしました。また、レチナールの構造情報や過渡吸収分
光・電気生理測定の結果に基づき、C1C2 のチャネル開閉機構やイオン輸送経路の位置、そしてチャネルが閉じる速間と大量の試料を要します。チャネルロドプシンは不安定さの決定機構を世界で初めて明らかにしました。

であるため短時間で試料が壊れてしまうこと、また試料のチャネルロドプシンは光応答する膜タンパク質の一種で、大量作製が困難であることから、チャネルロドプシンの開図 1 に示すように、細胞膜を貫通する 7 本のαヘリックス状態におけるレチナールの構造は、これまで報告されていとビタミン A の誘導体であるレチナールという色素から構ませんでした。

成されます 1。レチナールが可視光を吸収するとチャネル

そこで本研究では、少量の試料かつ短時間で、高い信号

ロドプシン全体の構造が変化し、細胞膜を貫くイオンの輸

対ノイズ比のスペクトルを取得できる時間分解共鳴ラマン

送経路が形成されることで、チャネルロドプシンはナトリ

分光測定系を新たに開発しました。そして開発した測定系

ウムイオンなどを輸送するイオンチャネルとして機能しまを用い、C1C2 の開状態におけるレチナールの構造を測定す。そのためチャネルロドプシンは、神経細胞の活動を光したところ、開状態ではレチナールが高度にねじれているで操作する光遺伝学(オプトジェネティクス)の中心的なことがわかりました。加えて、得られたレチナールの構造2。そして、イオン

情報と過渡吸収分光・電気生理測定の結果とを比較するこツールとして幅広く利用されています

輸送量をはじめとしたチャネルロドプシンのイオン輸送特とで、性をさらに改良できれば、より広範囲にわたる脳神経細胞

1.

の活動制御が可能となり、脳神経科学や医学の更なる発展が期待されています。

き、ねじれが緩和することによって閉じること
2.

改良型チャネルロドプシンの開発には、イオン輸送経路がどのように形成されるのか、というチャネル開閉機構のチャネルはレチナールがねじれることによって開イオン輸送経路がレチナールを通過するように形成されること3.

チャネルが閉じる速さは、タンパク質内のプロト解明が不可欠です。そしてチャネル開閉機構の解明には、

ン移動速度によって決定されること

チャネル開閉に重要な役割を果たすと予測されている、開を、世界で初めて明らかにしました(図 2 参照)。

状態におけるレチナールの構造を明らかにする必要があり
ます 3,4。しかし、レチナールの構造測定には長い測定時■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

12図 2：C1C2 におけるレチナールの構造変化とゲーティング機構
チャネルはレチナールがねじれることによって開き、ねじれが緩和することによって閉じる。

本研究により得られた知見は、改良型チャネルロドプシ
ンを開発するうえで不可欠な情報です。従って、本研究成果の意義は基礎科学的な面にとどまらず、イオン輸送特性
改良への指針を与えたという、応用科学的な面にもあります。今後、本研究成果を基に改良型チャネルロドプシンが開発されることで、我々の脳における記憶メカニズムの解明や脳神経疾患の治療法創出に繋がると期待されます。
本研究を行うにあたり、東京大学物性研究所の秋山英文先生や井上圭一先生、同理学系研究科の濡木理先生をはじめ、多くの方々よりご支援・ご助言をいただきました。この場をお借りして、本研究にご協力頂いた全ての方々に心より感謝申し上げます。

参考文献[1] Kato, Hideaki E., et al. "Crystal structure of thechannelrhodopsin light-gated cation channel." Nature
482.7385 (2012): 369-374.
[2] Deisseroth, Karl. "Optogenetics." Nat. methods 8.1(2011): 26-29.
[3] Cheng, Cheng, et al. "An atomistic model of aprecursor state of light-induced channel opening ofchannelrhodopsin." Biophys. J. 115.7 (2018): 12811291.
[4] Oda, Kazumasa, et al. "Time-resolved serial
femtosecond crystallography reveals early structuralchangesinchannelrhodopsin." Elife 10(2021):

e62389.

13

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

2022 年度日本表面真空学会 学会賞を受賞してLASOR 教授松田 巌

おかげさまで、このたび 2022 年度日本表面真空学会

レーザーなどを用いた先端実験技術の開発が、基礎科学か学会賞を授かりました。まずは受賞にあたり、松田巌研究

ら革新的な展開研究まで当該分野の発展に大きく貢献して室のメンバー、物性研スタッフ及び共同研究者の皆様に、きた、として高く評価されました。一方、学会運営面にお本誌面をお借りして厚く御礼申し上げます。

いても国際ジャーナル編集長や国際会議プログラム委員長、本賞の表彰式は 2022 年 5 月 21 日(土)に東京大学武田学会支部長などの貢献が広く認められたようです。

ホールにて行われ、オンライン中継されました(図 1)。

学会は自身の研究を発表すると共に様々な専門家とも交

日本表面真空学会の学会賞は表面・真空科学の進歩に、ま流する貴重な場です。同時に、上手に企画することでコ

たは日本表面真空学会の発展に、特に顕著な貢献があった

ミュニティ全体が活性化されて新たな研究展開や潮流を生個人会員が授賞するものです。今回の私の受賞業績は「革み出すこともできます。皆さんも是非、学会へ積極的に参新的 2 次元物質と X 線分光技術の開発による表面・真空科

加して自身の研究を深めると共に、それぞれの分野を大い学への貢献」でした(図 2)。これまでのエピタキシャル超薄に盛り上げてください。

膜や原子層などの物質合成と、放射光や X 線自由電子

図 1 表彰式会場にて、日本表面真空学会重川会長との記念撮影■■■■ ■■■

図 2 学会賞の表彰記念品(金盾)

物性研だより第 62 巻第 2 号

14表面・界面スペクトロスコピー2021 のスチューデ
ントプライズを受賞して極限コヒーレント光科学研究センター
近藤研究室 博士課程３年

川口 海周（現 同研究室特任研究員）
この度、2021 年 12 月 10-11 日にオンライン開催され定させるビームラインの建設が本研究を成功させる上でのた表面・界面スペクトロスコピー2021 のスチューデント

鍵となりました。さらに、開発した装置を用いてトポロジ

プライズを受賞する栄誉に恵まれました。本賞は、表面・カル絶縁体 Sb2Te3 を対象に Tr-SARPES 測定を行い、非界面スペクトロスコピーで口頭発表された中から、表面・占有状態におけるヘリカルなスピン偏極バンド構造の直接界面における分光研究の発展に貢献しうる優秀な講演会論

観測に世界で初めて成功しました。今後は、スピン軌道に文を発表した者に授与されます。以下、研究内容に関しま由来する物質系や磁性体のスピンダイナミクスについて、

して簡単にご紹介させていただきます。

バンド描像に基づいた視点から研究が発展していくことを時間・スピン・角度分解光電子分光(Tr-SARPES)は、

期待しております。

スピン分解 ARPES をさらに発展させ、時間分解測定まで

本研究は、日頃よりご指導いただいております近藤猛准も可能とする実験技術です。スピン分解 ARPES は固体の教授、黒田健太元助教(現在、広島大学准教授）、そして共占有電子状態における基本的な量子数であるエネルギー・同研究いただいております小林洋平教授、谷峻太郎助教、

運動量・スピンすべてを明らかにする強力な実験手法であまた本研究に関わったすべての皆様なくして実現しません

り、近年では特にトポロジカル物質を対象にそのバンド構でした。この場をお借りして、改めて感謝申し上げます。

造に付随したスピン偏極電子状態の決定に大きく貢献して今回の受賞を励みに，今後もより一層研究に邁進していききました。一方、時間分解 ARPES はポンプ・プローブ法

たいと思います。

によって光励起後の電子・フォノン系の熱緩和や非線形効
果をバンド構造からミクロスコピックに観測する手法であ[1] K. Yaji et al., Rev. Sci. Instrum. 87, 053111 (2016).

り、レーザー光源の発展と共に成長著しい実験技術です。

[2] Z. Zhao et al., Opt. Exp. 25, 13517 (2017).

スピン分解かつ時間分解測定を可能とする Tr-SARPESが実現すれば、エネルギー・運動量空間における超高速なキャリア・スピンダイナミクスの光学応答が観測可能となり、トポロジカル物質やスピン・バレー物質、磁性体などにおける新たな光スピントロニクスへの発展が期待されます。
本研究では、東京大学物性研究所で開発を進めてきた高分解能スピン分解 ARPES 装置 [1] を基盤として、レーザー開発に取り組む物性研究所小林研究室と協力しながら、高強度(1 mW)・高繰り返し(1 MHz)を特徴とする 10.7 eV
超短パルスレーザー [2] のビームライン建設を経て TrSARPES 装置を完成させました。スピン分解測定と時間分解測定は共に測定効率が悪いため、それら 2 つの技術を併せもつ Tr-SARPES を実現するためには高繰り返し
レーザーが必要となり、ブリルアンゾーン全体の固体内電子構造を測定するためには高い光子エネルギーが求められます。それらを克服する光源活用およびレーザー強度を安15

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

ISSP 学術奨励賞を受賞して理学系研究科物理学専攻 講師

酒井 明人

この度、「室温巨大異常ネルンスト効果を示すトポロジ究が行われたことはありませんでした。この巨大異常ネル

カル磁性体の開拓」に対して ISSP 学術奨励賞を賜りましンスト効果の発見により、従来の熱電技術とは原理の異なた。中辻教授、森所長、共同研究者の皆様を始めとする多る新たな熱電応用研究がスタートしました。

くの方々からのご指導ご鞭撻によるものと考えます。深く

その後もさらに探索を続け、東北大学是常教授のハイス

感謝申し上げます。研究内容の詳細については過去の物性

ループット第一原理計算による候補物質の絞り込みの後、研だよりに記事を書いておりますので[1, 2]、ここでは研Fe3X (X = Ga, Al)も巨大異常ネルンスト効果を示すことを究の背景とその後の発展などを簡単に記させていただきま発見しました[2]。この物質は Fe という安価でユビキタス

す。

な元素を多く含み、作製が容易であり、高い異常ネルンス

私がこのプロジェクトを本格的に開始したのは、ちょうト係数を示す薄膜も得やすいという利点がありました。こど 2017 年に物性研の助教として採用された頃からです。

の発見により応用研究がさらに発展し、NEDO「ワイル

横方向の電気伝導現象である異常ホール効果は、磁場に磁性体を用いた熱発電デバイスの研究開発」における熱流よって電子が曲げられるという描像から、磁化の大きな強センサーや熱電モジュールの開発や様々な共同研究へと繋

磁性体で大きいと考えられてきました。しかし 2015 年にがっています。これらのデバイスがスマホなどの電化製品

カイラル反強磁性体 Mn3Sn において強磁性体の 1/1000 のの部品として利用されるようになるのはまだ先の話ですが、磁化であるにも関わらず強磁性体に匹敵する大きさの異常

そのような未来に向かって研究開発が着実に日々進展してホール効果が発見され、この常識が覆されました[3]。

います。発見者として大変嬉しく思うと同時に、基礎研究

2017 年には Mn3Sn がワイル磁性体であることがわかりに基づくさらなるブレークスルーの必要性も感じておりま[4]、さらに強磁性体に匹敵する大きさの異常ネルンストす。今回の受賞を励みとして今後も研究に邁進したいと思効果(熱流と磁化に垂直方向に生じる熱電効果)が観測されいます。

[5]、ワイル磁性体のベリー曲率(波数空間の仮想磁場)が横方向の伝導現象を増大させるという理解が浸透し始めた[1] A. Sakai, Y. P. Mizuta, A. A. Nugroho, R. Sihombing,

頃でした。そのような状況の中で、異常ネルンスト効果のT. Koretsune, M.-T. Suzuki, N. Takemori, R. Ishii, D.

室温での値を増大させ、熱電応用に繋がるようなワイル磁

N.-Hamane, R. Arita, P. Goswami and S. Nakatsuji,

性体を見つけたいというモチベーションから本研究をス

Nature Physics, 14, 1119–1124 (2018)., 物性研だより

タートしました。

第 58 巻 第 4 号

当時客員教授として物性研に滞在していたバンドゥン工[2] A. Sakai, S. Minami, T. Koretsune, T. Chen, T. Higo,

科大学の Nugroho 教授とその学生の Rombang さんとタッ

Y. Wang, T. Nomoto, M. Hirayama, S. Miwa, D.

グを組み、日々多くの候補物質の合成と測定を行いました。

Nishio-Hamane, F. Ishii, R. Arita and S. Nakatsuji,

その中、Co2MnGa がどうやら大きな異常ネルンスト効果

Nature 581, 53–57 (2020)., 物性研だより第 60 巻 第 3を示しそうだという実験データが出始め、純良化を進めて号

いくうちに通常の 10 倍以上の巨大異常ネルンスト効果を示すことがわかりました。初めて巨大な異常ネルンスト効果の測定データを見たときは、大変驚き興奮したのを覚えております[1]。異常ネルンスト効果は従来の熱電効果(ゼーベック効果)に比べ薄膜等平面への展開が容易であり、[3] S. Nakatsuji, N. Kiyohara, T. Higo, Nature 527, 212215 (2015).
[4] K. Kuroda, T. Tomita et al., Nature materials 16,1090-1095 (2017).
[5] M. Ikhlas, T. Tomita, T. Koretsune, M.-T. Suzuki, D.

素子の形状因子により電圧を増強できるという利点も持ち

Nishio-Hamane, R. Arita, Y. Otani and S. Nakatsuji,

ますが、室温での値は小さく過去に熱電応用を目指した研Nature Physics 13, 1085-1090 (2017).

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物性研だより第 62 巻第 2 号

16

17

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

客員所員を経験して東京工業大学 物質理工学院 材料系

林 智広

2021 年度に原田慈久教授に受入教員となって頂き、1
年間客員所員として参加させて頂きました。原田先生との共同研究のテーマは、界面の水分子の電子状態の解析です。
界面水分子の振る舞いの解析は、固体表面の濡れ、水の結
露、摩擦、接着、腐食、汚れの付着および洗浄など身の回りの様々な現象の理解に繋がります。この機会を活用させて頂き、Spring-8 のシンクロトロン放射光を用いた X 線
発光分光を用いて、モデル有機物表面として原子レベルで
表 面 構 造 が 制 御 さ れて い る自 己 組 織 化 単 分 子 膜 (selfassembled monolayers: SAMs)近傍の水分子の電子状態を解析致しました。まとまったビームタイムを共同利用で利用させて頂いたお陰で、物理化学的特性の異なる SAMsの界面水分子の電子状態を網羅的かつ系統的に解析することができました。水の X 線発光解析の経験は無かったのですが、原田先生、スタッフの方々の丁寧な解説･助言のお陰で論文発表にたどり着くだけの成果を挙げることが出来ました。また、X 線発光分光で得られた結果を、私の研究室で行っている表面間力測定、界面選択的振動分光測定などの結果と組み合わせることにより、より詳細に界面の水分子の水素結合状態に関する描像を得ることが出来ました。
さらに、この研究を通じて、松田巌先生、原田先生がお持ちの国際的な研究者ネットワークのお陰で、国際共同研
究に参画するチャンスも頂きました。物性研が世界的な研究ハブとしての働きもしている、と感じた瞬間でした。
最後は研究とは離れてしまいますが、Spring-8 で学生と何日も一緒に作業していると、まさに｢寝食を共にする｣状態となり、ビームタイムの間に色々な話をする良い機会となりました。また、最近少なくなっていた自ら手を動かして何日も実験するという生活を通じて、新しい実験のアイデアを得ることが出来ました。
また、今回の客員所員の機会を通じて、原田先生との共同研究の成果だけでなく、様々な研究者との出会い(オンラインも多かったのですが･･･)、今後の研究のアイデアを頂く機会になった事は大きな財産になりました。今後とも共同研究などを通じて交流させて頂けると幸甚に存じます。

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物性研だより第 62 巻第 2 号

18客員准教授を経験して日本原子力研究開発機構・J-PARC センター

稲村 泰弘

2021 年度の 1 年間、物性研究所にて客員准教授として

私は MLF 稼働初期からデータ収集システムから出力さ採用いただきました。中島多朗准教授にお声がけいただきれるデータに対し、上記に示したような圧倒的な利点を活

この機会を頂けたこと、大変感謝しております。また小濱かした測定やデータ処理ができるように、コードやソフト

芳允准教授をはじめとする関係者の皆様にもお礼申し上げ

ウェアなどの開発を進めてきました。特に世界最高水準のます。

強度を持つ中性子源から生み出される大強度の中性子を用いることで、より精密な測定に加えて多様な条件での高効

中島多朗准教授と活動させていただくのは、今を遡るこ率な測定の実現も期待されています。例えば短時間で変動と 5 年ほど前の J-PARC の物質・生命科学実験施設

する外場(磁場、電場、温度等)に対する試料の応答反応の(MLF)の中性子散乱実験装置にて、准教授の課題実験にお観測では、一度の変化では十分な統計精度を得られないた

ける相談を受けたところから始まります。

め何度も同じ測定を繰り返す必要があります。しかし自在

MLF におけるこれまでの私の仕事の一つとして、多くな時間分割の手法の実現により、１つの測定中に連続的にの中性子散乱装置で使用されるデータ収集系システムとそ

外場変化を繰り返すだけで統計精度の高い多彩な状態ののデータ処理のソフトウェア開発があります[1-3]。MLF

データを個別に取り出すことが可能となります。このようは核破砕型中性子発生源を持ち、25 Hz で様々な波長の中なストロボスコピック測定と呼ばれる先進的測定手法も性子が同時に発生しますが、これらの様々な異なる波長

MLF にて実現してきました[4]。

(エネルギー)をもつ中性子は試料に照射・散乱されて検出器にて検知されます。中性子発生から検知されるまでの時最初に中島准教授が提案された測定は、このストロボス

間は中性子の波長によって異なりますので、それを利用しコピック手法の活用をより進めていきたいと考えていたタて散乱中性子の波長を分別します(Time-of-flight, TOF

イミングであり、まさに渡りに船、大変興味をそそられ興手法)。このデータ収集システムとして MLF ではイベン

奮したのを記憶しています。中島氏の MLF の線源及び中ト記録型のデータ収集方式が採用されています。これは測性子測定手法の深く的確な理解をベースとした提案で、急定試料にて散乱された中性子が、「いつ」「どこの」検出器

加熱急冷により発現するカイラル磁性体における準安定なで検出されたかを逐次記録しておくものであり、特に空間磁気スキルミオン相の状態を時系列に追跡する測定するも的のみならず時間軸に対しての分割に優れた手法となりまのでした。10 秒に一度繰り返されるパルス電流により発す。記録される時間情報は「中性子発生時刻情報(絶対時

生する 1.2 秒という短時間の急加熱急冷の温度変化の途中

刻情報)」と「中性子発生後検出器で検知されるまでの差で起きている試料内部の構造変化を追うというものです。

分時間(TOF)」であり、前者は経過時間に対するデータ分

この測定提案に対し、加熱急冷に使用されるパルス電流の割に、後者は散乱中性子の波長(もしくはエネルギー)の分

トリガー信号を中性子散乱データと同期させてデータ収集

別に使用されます。また検出器も試料からの中性子を広いシステムに組み込み、そのデータを正しく処理するための範囲で検知するために多数並べられていますので、先の時システムの提案と処理コードの開発を行いました。結果、間情報も含め MLF にて測定される中性子の測定データは

実験は非常な成功を収めてインパクトのある成果となり従来の施設の装置に比べかなり大きくなります。しかしな[5]、私にとっても長らく抱いてきた測定手法を実現できがら、これまでの散乱中性子の情報(検出器位置や波長かたこと、それが良い成果につながったことが大変嬉しかっら計算される運動量遷移やエネルギー遷移)に絶対時間軸たことを記憶しています。

が加わることにより、大きなアドバンテージ、例えば試料に加えられた磁場・電場・圧力などに対する応答反応をより厳密に取り出すことを可能とする利点があります。

19

物性研だより第 62 巻第 2 号

この強烈な成功体験のもと、更なる提案が持ち込まれたのが、物性研の小濱准教授らによって開発が精力的に進め■■ ■■ ■ ■ ■

られているフラットトップ・ロングパルス磁場発生装置を実験当日は MLF 側メンバーに物性研から中島、小濱両活用した測定でした。これまで中性子で使用されていたパ准教授とその研究室の方々が集まり、コロナ禍がまだまだルス型強磁場は非常に短時間であり、25Hz で発生する中

続く中、密を避けるようお互い気をつけながらも多数のメ性子の波長分布に対し非常に狭い波長領域での測定しか行

ンバーが一緒に作業するという、今となっては珍しい光景

えず、非効率なものでした。この場合、広い波長空間の観が広がりました。これらのメンバーを一手にまとめ上げら測を行うためには何度も条件を変えて測定を繰り返す必要れた中島准教授の手腕に改めて敬服した瞬間でもあります。

がありますが、今回のフラットトップ・ロングパルス磁場

この測定自体も実験にはつきもののトラブルにいくつも見装置が MLF の中性子実験で使用できれば一度に広い範囲

舞われながら、結果、成功裡に終えることができたと考えの測定が可能となり、限られた測定時間の中でこれまで実ています。

施できなかった測定が行えるようになります。
この測定の実現には、物性研側のメンバーと MLF 側のメンバーとの緊密な連携が必要で、私も一年間客員准教授
としてポジションをいただき、積極的にプロジェクトに参加させていただきました。
コロナ禍の続く中、残念ながら柏キャンパスに赴くこともなくメンバーとはメールとネットワーク会議のみではありましたが、2022 年初頭の測定実施日に向けてプロジェ
クトを推進し、私自身も本手法の確立を目指し装置側の準備と測定データ処理コードの高度化を行いました。基本的な装置構成とデータ処理は前回のシステムと類似していますが、特に今回の手法では中性子発生のタイミングと磁場発生のタイミングが前回に比べよりシビアとなり、データ処理もさらに厳密性が求められるために、処理機能の検証

今回のプロジェクトにより私自身得られたものとしては、MLF のデータ収集システムの特色を十二分に生かした測定手法と高い汎用性を持つデータ処理を高度に連携させる
ことで、これまでにない成果が生み出せることを確信できました。同時に MLF は共同利用施設であり、ユーザーのアイデア一つで大きく飛翔することが本当に可能なのだと実感した機会でもありました。今後もこの手法をより広く認知させ、多くのユーザーの求めるサイエンスに貢献できるよう活動したいと考えています。

最後に、この客員准教授に着任するという機会をいただ
けたこと、また繰り返しになりますが中島准教授をはじめとする関係者の方々へ深く御礼申し上げます。

には時間がかかりました。同時に汎用化に向けたシステムの簡略化も進めています。またデータ処理に加え、結果を即座に確認するための可視化も求められていたので、その開発も行い、実験当日を迎えました。一方、物性研より
MLF に持ち込まれたフラットロングパルス磁場発生装置
をビームライン装置(BL)で運用するための準備には、
JAEA 渡辺氏と BL 担当 CROSS 大石氏に多大な貢献をいただきました。

[1] Y. Inamura, et al, JAEA-Testing 2016-001, J-PARC
16-02 (DOI:10.11484/jaea-testing-2016-001).
[2] Y. Inamura, et al, J. Phys. Soc. Jpn., 82, SA031, 2013.
[3] https://mlfinfo.jp/groups/comp/ja/utsusemi.html[4] T. Kawasaki, Y. Inamura, et al, J. Appl. Cyst. 51,
630-634, 2018.
[5] T. Nakajima, Y. Inamura, et al, Phys. Rev. B 98,
014424, 2018.

■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

20物性研究所短期研究会

機能的走査プローブ顕微鏡の新展開/

文責：ナノスケール物性研究部門 長谷川研究室 助教 土師将裕
日 時：2022 年 3 月 30 日 13:30 ～ 2022 年 3 月 31 日 17:30
会 場：オンライン
世話人：土師将裕（物性研究所）、安東秀（北陸先端科学技術大学院大学）、岡田佳憲（沖縄科学技術大学院大学）、金有洙（理化学研究所）、杉本宜昭（東京大学）、長谷川幸雄（物性研究所）、花栗哲郎（理化学研究所）、吉田靖雄（金沢大学）
共 催：日本表面真空学会走査プローブ顕微鏡研究部会
URL: https://hasegawa.issp.u-tokyo.ac.jp/workshop2022
走査プローブ顕微鏡とは、鋭くとがった探針を試料表面

えば海外からの参加も可能である。そこで、オンライン開に近づけ、探針試料間に働く相互作用(代表的なものは、催の利点を最大限に享受すべく、一部海外からの招待講演

探針試料間に流れるトンネル電流・探針試料間に働くファを依頼した。本研究会では、参加者の深い理解と活発な議

ンデルワールス力や化学結合力などの力）を検出する測定論を行うことを目的とするため、日本人による講演は原則

手法の総称であり、その探針を精密に水平方向に動かすこ

日本語による講演とし、海外からの講演は英語講演とした。

とで、空間的にその相互作用をマッピングすることができプログラムの詳細は下記の通りである。口頭講演は全てる。本手法は、ここ三十年で多大な発展を遂げているが、招待講演とし、十分な講演時間を取った。物性測定手法とその最大の魅力は高い空間分解能であり、多くの場合はして走査プローブ顕微鏡を用いた研究成果についての講演

0.1nm 以下の原子分解能が実現可能である。また、真空では、薄膜や人工超格子によって発現する新規物性現象の中・溶液中・低温下・磁場下など、測定環境を選ばないこ

研究や単分子のスピンや振動解析に関する研究に関連するとも大きな利点の一つである。

講演が行われた。溶液中測定によって生体細胞のナノ測定

このような利点から、走査プローブ顕微鏡は様々な分野が実現された研究の講演も行われた。他の手法との組み合のナノ計測手法の主力を担っている。表面科学分野では、

わせ測定に関連して、SQUID との組み合わせによって熱測例として、超高真空中での測定により清浄な表面解析手法定を行った研究や、GHz 帯の光や電場との組み合わせにに用いられている。物理分野では、極低温中や強磁場中によってナノスケールでの誘電率やスピンに関する研究結果、

おける局所電子状態の測定に用いられ、化学分野では、単THz 帯の光との組み合わせによって光誘起力や熱、単分子振

分子の振動分光や局所的な反応解析に用いられる。生物分

動分光を行った研究結果について講演を頂いた。ポスター講

野では、溶液中での細胞の解析を行うことも可能である。

演は 16 件の応募があり、そのうち 10 件は学生による講演でさらに近年のトレンドとしては、GHz 帯や THz 帯の光とあった。学生賞審査を行い、大阪大学の三坂氏が受賞した。

組み合わせることによって今までには検出できなかった物

本研究会を通して、走査プローブ顕微鏡は様々な分野の性測定への取り組みがなされている。
これらに示したのはほんの一例であり、研究対象は非常強力な微細測定手法であり、今後もより発展していくであろうことが確認された。本研究会の注目度は非常に高く、に多岐にわたっている。このような状況のため、走査プ

参加登録数は 157 名、同時接続数

ローブ顕微鏡を測定手法として用いている研究者が、分野も常時 60 名以上で最多で 89 名でを超えて一堂に会して議論をする場は少ない。そのため、あった。最後になったが、本研究

物性研究所として短期研究会を開催して議論を深めること

会にて講演を頂いた招待講演者のは非常に有意義である。当初は対面による開催を目指して方々、ご聴講していただいた

いたが、近年の情勢から、対面での開催は時期尚早である

方々、開会の挨拶をいただいた森と判断しやむなくオンラインでの開催とした。

所長、開催にご尽力いただいた世

一方、オンライン開催の大きなメリットは、参加者が移動する必要がなく気軽に参加できる点にある。時間さえ合21

物性研だより第 62 巻第 2 号

話人の先生方に感謝申し上げたい。

図 1：学生賞受賞者である阪大・三坂氏■■ ■■ ■ ■ ■

図 2：ZOOM での集合写真(一部）March 30, 2022 (Wed.)
13:30- opening 森 初果
Session 1（Japanese/日本語） 座長：長谷川 幸雄（東大物性研）
13:40-14:20

山末 耕平（東北大）｢時間分解 SNDM を用いた半導体のナノスケール評価に関する最近の展開」

14:20-15:00

山西 絢介（分子研）｢光誘起力顕微鏡に関する最近の動向」

15:00-15:40

梶原 優介（東京大）｢ナノサーモメトリーを実現するパッシブ近接場顕微鏡」

Session 2（English） 座長：花栗 哲郎（理研 CEMS）
16:00-16:40

Peter Liljeroth (Aalto University, Finland)｢Designer quantum states in van der Waals heterostructures」

16:45-17:25

Eli Zeldov (Weizmann Institute of Science, Israel)｢Nanoscale thermal imaging: Glimpse into dissipation in quantum systems down to atomic scale」

17:30-18:10

Milan P Allan (Leiden University, Netherlands)｢Electron pairs without superconductivity in a disordered superconductor」■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

2218:10-20:30

poster session/ポスター講演

March 31, 2022 (Thu.)
Session 3 (English)
9:00-9:40

座長：安東 秀（北陸先端大マテリアルサイエンス系）

Jiaqi Zhang (Japan Advanced Institute of Science and Technology, Japan)｢atomic scale mechanics studied by in-situ transmission electron microscopy with a quartz lengthextension resonator」

9:45-10:25

Soohyon Phark (Institute for basic science, Korea)｢Atomic Scale Electron Spin Resonance: towards Electron Spin Qubits on a Surface」

Session 4（Japanese/日本語） 座長：土師 将裕（東大物性研）
10:50-11:30

貝沼 雄太（北陸先端大）｢走査ダイヤモンド NV 中心プローブの開発と磁気イメージング」

11:35-12:15

熊谷 崇（分子研）｢原子スケールの極微分光」

Session 5（Japanese/日本語） 座長：杉本 宜昭（東大新領域）
13:30-14:10

福間 剛士（金沢大）｢AFM による 3 次元自己組織化構造の内部観察」

14:15-14:55

岡林 則夫（金沢大）｢外場による単一分子の構造変化とエネルギー散逸」

15:00-15:40

越田 裕之（東京大）｢金属表面における NO の吸着状態と磁性」

Session 6（Japanese/日本語） 座長：土師 将裕（東大物性研）
16:00-16:40

家永 紘一郎（東工大）｢単層近藤格子 CePt2/Pt(111)の成長と電子状態」

16:45-17:25

浅場 智也（京都大）｢チューリング不安定性による原子スケールワイヤおよびジャンクションの作製」

17:30- Closing

ポスター講演
PS-S1

佐藤 優大（東京大）｢半導体基板上に形成された原子層金属薄膜の超伝導絶縁体転移におけるステップの影響」

PS-S2

Wan-Hsin Chen (National Yang Ming Chiao Tung University)｢Unconventional superconductivity in plumbene-based surface alloy」

PS-S3

横田 健太（北海道大, NIMS) /Kenta Yokota (Hokkaido Univ., NIMS)｢有機分子蒸着による Si(111)-(√7×√3)-In 超伝導転移温度の変化」

PS-S4

Pratyay Amrit (National Yang Ming Chiao Tung University)｢Vibrational Spectra of FePc molecule deposited on Au(111) using STM-IETS at 77K」

23

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■PS-S5

Wen Si (Tokyo Institute of Technology)｢Substrate-induced Broken C4 Symmetry and Gap Variation in Superconducting Monolayer FeSe/SrTiO3– √13 × √13」

PS-S6

賀東 春人（東理大）｢The effects of shear stress by AFM tip on the elastic modulus of endothelial cells」

PS-S7

金庚民（大阪大）｢ステップテラス構造を有する TiO2 基板上 VO2 薄膜の金属–絶縁体相転移における結晶方位依存性」

PS-S8

三坂 朝基（大阪大）/Tomoki Misaka(Osaka Univ.)｢金微粒子/TiO2 界面におけるプラズモン誘起電荷分離の EFM, KPFM 測定」

PS-S9

野田 かさね（北陸先端大）/Kasane Noda(JAIST)｢液中で動作する走査ダイヤモンド NV 中心プローブ顕微鏡の開発」

PS-S10

劉 佳明（北陸先端大）｢水晶振動子を組み込んだ TEM 法による金ナノコンタクト臨界せん断応力の計測」

PS-1

Christopher J. Butler (RIKEN CEMS)｢STM observation of electronic nematicity within Landau levels at the ZrSiS surface」

PS-2

成塚 政裕（理研）｢スピン軌道相互作用によって磁場制御された Sr3Ru2O7 におけるネマティシティ」

PS-3

浜田 雅之（東京大）｢走査トンネルポテンショメトリーによる表面電気伝導評価」

PS-4

吉澤 俊介（物材機構）｢Domain structure of charge density wave in 2H-NbSe2 revealed by scanning tunneling microscopy」

PS-5

町田 理（理研）｢Zeeman effects on Yu-Shiba-Rusinov states 」

PS-6

林都隆（北陸先端大）｢磁気イメージングのための斜入射型共焦点 走査ダイヤモンド NV 中心プローブの開発」■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

24ISSP ワークショップ

高圧セミナー“最近の話題から”

日 程：2022 年 3 月 5 日(土) 10:50 - 18:25
場 所：東京大学物性研究所オンライン(ZOOM)開催
提案者：物性研究所物質設計評価施設：上床 美也・廣井 善二
日本大学文理学部：高橋 博樹
名古屋大学大学院工学研究科：長谷川 正

高圧力は物性研究において極めて重要な基礎物理パラ

励起子絶縁体候補物質の圧力誘起超伝導現象の研究成果がメータであり、物性の制御から物質合成まで幅広く活用さ紹介され、各物質の超伝導状態の起源について議論された。

れ、近年、多くの分野で導入され益々重要性が増している。

また、最近話題となっているトポロジカル超伝導物質とし特に最近発見された高圧下で実現する水素化物超伝導では、て注目されている層状化合物 PdTe2 の圧力効果の研究成

その転移温度が室温にまで届こうとしている事実や圧力で果が紹介されトポロジーを反映した超伝導状態の特異性に誘起される新奇量子現象の出現は、高圧力が重要な物理現ついて議論がなされた。分子物質セッションでは、古くか象を実現出来るツールのひとつである事を示す一例である。

ら研究されている氷について、今なお高圧環境下におけるこの様な状況を踏まえ、様々な研究分野における高圧力を新しい構造の発見がなされている現状および最近の研究成キーワードとした実験的研究に注目し、最近の高圧下物性果が紹介され、そのメカニズムについて議論された。臨界研究の現状を概観するとともに今後の研究展望を議論する

現象セッションでは、幾何学的フラストレーションを持つことを目的として、ISSP ワークショップを開催した。

物質系における圧力誘起量体化現象および Eu 化合物の圧ワークショップは、10 時 50 分に廣井所員の“はじめに”力誘起価数転移について最近の研究成果とそれぞれの特徴の挨拶で始まり、高圧合成、装置開発、超伝導、分子物質が紹介されるとともに各臨界現象についての議論がなされおよび臨界現象の各セッションにおいて 14 名(女性 2 名)

た。

の講師による講演が行われた。最後に森所長の“所長挨拶”

本ワープショップは Zoom によるオンライン開催となっおよび高橋教授の“終わりに”の挨拶で締めくくられ、予た。183 名(女性 22 名、39 歳以下 77 名)の方々に事前参定を少し過ぎた 18 時 30 分に終了した。

加登録いただいた。内 40 歳未満が全体の 4 割となり、若高圧合成セッションでは、マルチアンビル型、ベルト型手に注目されたワークショップであったことが改めて認識

およびダイヤモンドアンビル圧力装置を用いた物質開発のされた。講演は常に 100 名を超える方々が聴講されている

最近のトピックスおよび常圧回収された新物質の物性が紹状態で行われ、それぞれ講演ではいずれも活発な意見交換介された。各講演では蒸気圧の高い物質を含む化合物や高がなされた。多くの研究者(学生)に高圧力下での物性研究

圧下のみでしか合成されない物質の合成技術開発のみならに高い関心が持たれている現状を感じる事が出来た。

ずそれらの特異な各種新奇物性が議論された。装置開発

プログラムと各講演の概要および講演終了後の Zoom 集

セッションでは、物性研究所で開発されてきた圧力装置と合写真を示すので参照いただきたい。本ワークショップをその研究成果および共同利用の現状、物材研究機構で新し通して、高圧力を物理パラメータとした各種物性研究の将く開発されたダイヤモンドアンビルと微細加工を組み合わ

来性とその発展性が強く感じられた。

せた高圧下での物性測定技術の開発状況とその成果、さらに NMR や磁化測定が 10GPa 程度の圧力下で可能となっ最後に、本ワークショップの開催にあたって多大なご協力を頂いた秘書の菱沼様、長崎様に感謝いたします。

ている現状とその成果が紹介された。より高い圧力下で様々な物性測定が常圧下と同等の精度で行われる現状について多くの議論がなされた。超伝導セッションでは、最近話題となっている水素化物圧力誘起超伝導のこれまでの研究成果と現状についての紹介、梯子型鉄系圧力誘起超伝導、

25

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

「プログラム」
10:50-11:00 はじめに：廣井 善二（物性研究所）
高圧合成（座長：廣井 善二（物性研究所））
11:00-11:25 関根 ちひろ（室蘭工業大学）「高圧合成法による機能性材料開発」

高圧合成法は S, P, As など蒸気圧の高い元素と遷移金属などを密封空間で組成比を変えずに反応させることができ、イオンの圧縮率の違いを用いて、１気圧では合成できない試料の合成も可能な強力な試料合成技術である。講演では光学材料、熱電変換材料などの機能性材料への応用を目指した希土類金属プニクタイト、希土類硫化物の高圧合成の現状について紹介する。
11:25-11:50 宮川 仁（物質材料研究機構）「ベルト型高圧装置を用いた新規タングステン複酸化物の合成」

圧力・温度・組成をパラメータに物質探索を行い見出した結晶と、その高温での電気伝導度などについて発表する。
11:50-12:15 丹羽 健（名古屋大学）「超高圧下における新規無機化合物の創製と物質科学」

超伝導水素化物の研究からも明らかなように、最近の超高圧物質科学の進展は目覚ましい。こうした超高圧実験技術を用いれば、さらなる新物質の創製と機能開拓が期待される。本講演ではダイアモンドアンビルセルとレーザー加熱を組み合わせた手法により超高圧合成された、新規な無機化合物の研究成果について紹介する。
12:15-13:00（昼休憩）装置開発（座長：長谷川 正（名古屋大学））
13:00-13:25 上床 美也（物性研究所）「圧力誘起相転移現象と装置開発」

これまで、圧力で誘起される相転移で出現する量子臨界現象の研究を行ってきた。希釈冷凍機を用いた物性測定をより高圧下で行う為、クランプタイプのマルチアンビル圧力発生装置を開発し、最近、20 GPa 超える領域での測定が可能となりつつある。これまでの装置開発状況とその研究成果について紹介する。
13:25-13:50 松本 凌（物質材料研究機構）「高温高圧合成およびその場物性測定機能を持つ DAC の開発」

ホウ素ドープダイヤモンド薄膜から成る電極、ヒーターおよび温度計をダイヤモンドアンビル上に微細加工することで、高温高圧合成およびその場物性測定機能を持つ DAC を開発したため、この装置の紹介および測定例について発表する。
13:50-14:15 北川 健太郎（東京大学）「10GPa 前後までの精密なマクロとミクロ(NMR)磁気測定」

高圧力はクリーンな物性制御手段であるため、強相関電子系の磁性と超伝導の競合・共存、スピン液体等の量子磁性を探求するには理想的であるが、それに必要な常磁性レベルの精密磁性測定
手段は概ね数 GPa に限られてきた。我々が近年開発した NMR・磁化測定技術とその実験例を紹介し、当該分野の発展性を議論したい。
14:15-14:25 休憩
超伝導（座長：高橋 博樹（日本大学））
14:25-14:50 榮永 茉利（大阪大学）■■■■ ■■■「高圧下で実現する水素化合物の高温超伝導」

物性研だより第 62 巻第 2 号

26近年、超高圧下で 200 K を超える超伝導転移温度 Tc を示す水素化合物が発見された。最近では、
より高い Tc やより低い圧力での超伝導の発見を目指した研究も進められている。本講演ではこれまでの高圧下の水素化合物の研究について紹介する。
14:50-15:15 青山 拓也（東北大学）「梯子型鉄系化合物における圧力誘起超伝導」

はしご型鉄系化合物の基底状態は、擬一次元的な結晶構造に起因した強い電子相関効果によって反強磁性絶縁体となる。なかでも BaFe2S3 および BaFe2Se3 は圧力誘起超伝導性を示すことから、多軌道強相関電子系における超伝導性を研究する格好の舞台である。講演では BaFe2(S1-xSex)3 における圧力誘起超伝導に関する最近の研究を紹介する。
15:15-15:40 大村 彩子（新潟大学）「層状 Pd 系超伝導体における圧力効果」

層状化合物 PdTe2 は常圧で超伝導(Tc ~ 1.7 K)を示し、且つトポロジカルに保護された表面状態を有する物質として知られている。圧力下では、Tc は 1 GPa 付近で極大を示した後に減少する。本
発表では、この振舞いについて輸送特性と格子の体積変化をもとに考察した結果を紹介する。
15:40-15:50 休憩
15:50-16:15 松林 和幸（電気通信大学）「層状構造を有するナローギャップ半導体における圧力誘起超伝導」

本 講演 では 層状構 造を 有する ナロ ーギ ャップ 半導 体であ る BiS2 系超 伝導 体の 類縁 化合物
LaOPbBiS3 や励起子絶縁体の候補物質である Ta2NiSe5 における圧力誘起超伝導に関する研究成果について紹介する。
分子物質（座長：長谷川 正（名古屋大学））
16:15-16:40 小松 一生（東京大学）「高圧中性子回折実験から見る氷 VII, VIII, X 相の構造とダイナ
ミクス」

氷には少なくとも 20 種類もの多形が存在することが知られている。この構造多様性の要因として、水素結合ネットワークの柔軟性と水分子の配向による秩序-無秩序相転移の存在の 2 つを挙げることができる。温度・圧力に敏感に変化する水素結合・水分子配向の様子をとらえるために、
近年、発表者らは、通称「Mito system」と呼ばれている低温高圧中性子回折実験装置をはじめ、高圧その場中性子回折実験のための様々な技術開発を行ってきた。これらの装置群を用いて、広い温度圧力で安定な氷 VII, VIII 相について高圧中性子回折実験を行うことにより、これまで知られていなかった新奇な構造とダイナミクスを見出した。また、60 GPa 以上で安定に存在し、水素結合が対称化しているとされている氷 X 相について、世界で初めて中性子回折実験による結晶構
造解析を行った。本発表では、これら氷 VII, VIII, X 相についての最新の結果を報告したい。
16:40-17:05 山根 崚（東北大学）「誘電率測定を用いた高圧氷の未解決問題への取り組み」

氷は水分子の電気双極子モーメントに由来する誘電性を示す。この点に着目してこれまで、氷の秩序化や 10 GPa における種々の測定アノマリーに関する未解決問題に誘電率をプローブとして取り組んできた。その中で、圧力領域に応じた誘電率測定の技術開発も行っており誘電率によって高圧氷の研究にどのような進展があったのかを報告する。
17:05-17:15 休憩
臨界現象（座長：上床 美也（物性研究所））
17:15-17:40 片山 尚幸（名古屋大学）

27

物性研だより第 62 巻第 2 号「幾何学的フラストレーション系物質における量体化と短距離秩序の発達」■■ ■■ ■ ■ ■

電子多自由度を持つフラストレーション系物質では、低温で量体化と呼ばれる分子形成が生じる。相転移温度以上では量体化分子は完全に消失し、レギュラーな格子構造が実現すると考えられてきたが、最近の研究で量体化に向けた短距離秩序が生き残っていることが報告され、注目を集めている。量体化転移を示す幾つかの物質系に対して行った常圧/高圧下での放射光 X 線回折実
験の成果を報告し、量体化と短距離秩序の関わりについて議論を行う。
17:40-18:05 本多 史憲（九州大学）「Eu 化合物の電子状態への圧力効果」

Eu は化合物中においてイオン半径の大きさが異なる 2 価と 3 価の価数状態をとり、それぞれの状態が磁性と非磁性という磁気的には正反対の性質をもつ。価数転移や価数クロスオーバーを示
すいくつかの Eu 化合物の圧力効果について紹介したい。
18:05-18:15 所長挨拶：森 初果（物性研究所）
18:15-18:25 終わりに：高橋 博樹（日本大学）■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

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物 性 研 究 所 談話 会

標題：令和 4 年度前期 客員所員講演会
日時：2022 年 4 月 21 日(木) 午前 10 時～午前 11 時 40 分
場所：Zoom 開催
要旨：
10:00-10:10 所長挨拶（森 初果：物性研究所長）
10:10-10:40 楠瀬 博明 （明治大学理工学部物理学科）「対称性適合基底に基づくキラル結晶の交差相関応答研究」
10:40-11:10 遠藤 仁 （高エネルギー加速器研究機構）「J-PARC MLF BL06 における中性子スピンエコー分光装置の開発」
11:10-11:40 多田 靖啓 （広島大学先進理工系科学研究科量子物質科学プログラム）「非自明な対称性をもつ量子系の研究」

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物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

物 性 研 究 所 セミ ナ ー

標題：磁化率考
日時：2022 年 4 月 22 日(金) 午前 11 時～午後 0 時
場所：オンライン(Zoom）
講師：堀田 知佐 准教授
所属：東京大学院総合文化研究科
要旨：
一様磁化率は実験と理論とで直接比較できる基本的な物理量であるにもかかわらず、物質あるいはモデルの個性が、その温度依存性に際立った特徴として見えづらい地味な物理量でもあり、輸送係数などと比べてハイライトされにくい宿命を持つ。磁化率からいろいろな情報を取り出そうとすると、何らかの理論的なバックボーンが必要となるのだが、磁化率の個性が最も出やすい低温領域では、理論の数値計算は多くの場合、有限サイズ効果によって破綻する。
このような状況で、これまで私が研究で扱ってきた 1 次元および 2 次元量子スピン系の磁化率から読み取れる物理～磁場中の朝永ラッティンジャー液体[1,2]、2 次元フラストレート系とノンフラストレート系の違い[3]、変則的な磁化率[4]、自発的次元性低下[5]などの話題をかいつまんでご紹介し、周辺の磁化率計算の理論研究をレビューしながら、磁化率か
ら何がどこまでわかるのかについての持論を述べたい。
[1] Yoshitaka Maeda, Chisa Hotta, and Masaki Oshikawa, Phys. Rev. Lett. 99, 057205 (2007).
[2] Y. Kono, T. Sakakibara, C.P. Aoyama, C. Hotta, M.M. Turnbull, C.P. Landee, and Y. Takano, Phys. Rev. Lett. 114
037202 (2015).
[3] Chisa Hotta and Kenichi Asano, Phys. Rev. B 98 140405(R) (2018).
[4] Minoru Yamashita, et al. npj Quantum Materials 6, 87 (2021).
[5] Ryo Makuta and Chisa Hotta, Phys. Rev. B 104, 224415 (2021).

標題：フロケ理論による光誘起物性現象へのアプローチ
日時：2022 年 4 月 28 日(木) 午後 12 時 15 分～午後 1 時 15 分
場所：オンライン(Zoom)
講師：池田 達彦
所属：物性理論研究部門 常次研 助教
要旨：
近年のレーザーの高強度化により、固体における非線形かつ非摂動論的な光学現象の研究が進展している。微視的には、
このような現象は強いレーザー電場で駆動された電子の運動に起因しており、摂動論を超えて電子の運動を解析する必要性が高まっている。このような方法の 1 つがフロケ（Floquet）理論[1]であり、レーザー電場の時間的に周期的に振動する特徴を用いて電子の運動（フロケ状態）を系統的に解析する方法を与える。
本発表ではフロケ理論を概説し、この理論に立脚してフロケ・エンジニアリング[2]や高次高調波発生などの非線形光学効果が統一的に把握できることを議論する。実際の実験においては強いレーザーはパルスで実現し、それゆえフロケ理論の仮定する時間周期性は近似的にしか成り立たない。しかしこのような状況下においてもフロケ状態は、瞬時的な状態基底として用いることでダイナミクスの理解に役立つ[3]。最後にこのようなフロケ状態の形成とダイナミクスを示唆す
る最新の実験[4]を紹介する。

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物性研だより第 62 巻第 2 号

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[1] G. Floquet, Annales de l’École Normale Supérieure 12, 47 (1883).
[2] T. Oka and S. Kitamura, Ann. Phys. Cond. Mat. 10, 387 (2019).
[3] T. N. Ikeda, S. Tanaka, Y. Kayanuma, arXiv:2202.04973 (2022).
[4] K. Uchida et al. arXiv:2202.13315 (2022).

標題：Probing the Vicinity of Deconfined Quantum Critical Point with Quantum Monte Carlo
日時：2022 年 4 月 28 日(木) 午前 10 時～午前 11 時
場所：Zoom 開催
講師：高橋 惇所属：ニューメキシコ大学
要旨：
Deconfined quantum criticality (DQC) is a beyond-Landau paradigm quantum phase transition predicted to occur
in a 2d quantum magnet between a Neel phase and a valence bond solid (VBS) phase. Although the two phases are
not related in the traditional symmetry-breaking perspective, field theory predicts that at the DQC transition point
the order of the phases fractionalizes and creates an emergent gauge field, letting the Neel-VBS transition genericallycontinuous.
By constructing concrete models that could be simulated to a large scale with quantum Monte Carlo methods, we
numerically study the Neel-VBS transition and find that there is an emergent higher symmetry at the first-ordertransition point up to a very large system size. We also find that there are a number of new perturbations to the DQC
point that were previously overlooked, and show that they lead to a different phase diagram, possibly resolving thepreviously observed discrepancy between theoretical conformal bootstrap calculation and numerical studies.

標題：極限表面科学：原子層の「物理」と「化学」
日時：2022 年 4 月 28 日(木) 午前 10 時～午前 11 時 30 分
場所：Online
講師：松田 巌所属：物性研究所・極限コヒーレント光科学研究センター
要旨：Less is different.
3 次元バルク結晶のホウ素は歴史的に絶縁体しか知られていませんでしたが、我々は 2 次元にすることで金属相になることを発見しました。このように物体を小さく、そして次元を下げていくと新しい物質が生まれ、新奇な物理及び化学現象も発現します。そして我々はさらに原子層の表と裏を化学修飾して物質の物理特性を制御する極限表面科学（extreme
surface science）を展開することで、ディラックコーンやディラックノーダル半金属などのディラック物性を示す珍しい
2 次元ホウ素マテリアルを合成してきました。これら研究成果の背景には物質評価（みる）を中心とした理論研究（しる）と物質合成（つくる）の完璧な連携がありました。現在、その連携の次世代型としてプロセスインフォマティクスに基づくユーザー利用実験システムの建設を行なっています。
当日はこれまでの原子層・表面科学の研究を解説しながら、我々の新たな取り組みについて紹介いたします。

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物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

標題：Breakthrough in the study of frustrated ferro -antiferromagnets A2Cu2Mo3O12 (A = Rb, Cs)
日時：2022 年 5 月 17 日(火) 午前 11 時～午後 0 時
場所：Zoom 開催
講師：林田 翔平
所属：スイス連邦工科大学チューリッヒ校
要旨：
Linear-chain molybdate A2Cu2Mo3O12 (A = Rb, Cs) is one of the most intriguing linear frustrated ferroantiferromagnets [1]. For over a decade extensive experimental and theoretical work focused on the uniquemagnetoelectric effect in Rb2Cu2Mo3O12 [2], and on spin-nematic Tomonaga-Luttinger liquid behavior in
Cs2Cu2Mo3O12 [3]. Unfortunately, a lack of single-crystal samples has hampered any further progress.
In this talk, I will present our recent thermodynamic study using single-crystal samples, which have been grown in
our group. The single-crystal study of both materials revealed that their magnetic and dielectric properties are evenmore complex and intriguing than originally thought [4,5,6]. Our comprehensive thermodynamic measurements
mapped out the highly anisotropic low-temperature magnetic phase diagram for both materials [4,6]. Dielectric
experiments revealed the Rb system to be a quantum multiferroic and enabled the first direct excitation-response
measurements of critical susceptibility at a magnetic BEC quantum critical point [5]. For the Cs system, a host of
exotic field-induced phases was discovered, including a presaturation phase that is likely to be a spin-nematic phase[6].
References[1] M. Hase et al., Phys. Rev. B 70, 10426 (2004); J. Appl. Phys. 97, 10B303 (2005).
[2] H. Ueda et al., Phys. Rev. B 101, 140408(R) (2020).
[3] Y. Hoshino et al., JPS Conf. Proc. 3, 014012 (2014).
[4] S. Hayashida et al., Phys. Rev. B 100, 134427 (2019).
[5] S. Hayashida et al., Phys. Rev. Research 3, 033053 (2021).
[6] D. Flavián, S. Hayashida et al., Phys. Rev. B 101, 22408 (2020).

標題：Non-Hermitian Topology in Quantum Physics
日時：2022 年 5 月 17 日(火) 午前 10 時～午前 11 時
場所：On Zoom
講師：Kohei Kawabata
所属：Princeton University
要旨：
Non-Hermiticity enriches topological phases beyond the existing framework for Hermitian topological phases.
Unique non-Hermitian topological phenomena have been observed in several classical experiments of mechanicalmetamaterials, electrical circuits, photonic lattices, and active particles. Recently, beyond the classical regime,
signatures of non-Hermitian topology have been experimentally observed also in open quantum atomic and photonic
systems. However, it has been unclear how to theoretically characterize non-Hermitian topological phases in quantum
many-body systems. In this seminar, we formulate a many-body topological invariant intrinsic to non-Hermitiansystems in one dimension [1]. We also discuss entanglement dynamics and phase transitions induced by nonHermitian topology [2].

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物性研だより第 62 巻第 2 号

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References:[1] K. Kawabata, K. Shiozaki, and S. Ryu, Phys. Rev. B 105, 165137 (2022)[2] K. Kawabata, T. Numasawa, and S. Ryu, in preparation.

標題：高分子材料の階層構造・ダイナミクス解析による力学物性発現メカニズムの解明
日時：2022 年 5 月 20 日(金) 午前 10 時～午前 11 時 30 分
場所：オンライン開催
講師：眞弓 皓一
所属：物性研究所・附属中性子科学研究施設
要旨：
高分子材料の内部では、複数の構成要素が互いに相互作用を及ぼし合って複雑な高次構造を形成しており、この階層構
造が物性を支配している。本発表では、コントラスト変調中性子散乱法による多成分系ソフトマター材料の階層構造・ダ
イナミクス研究の展望を示すとともに、階層構造制御による新規材料開発の一例として、我々が最近開発した”引っ張ると頑丈になる高強度ゲル”の強靭化メカニズムについて紹介する [1]。
[1] C. Liu, N. Morimoto, L. Jiang, S. Kawahara, T. Noritomi, H. Yokoyama, K. Mayumi, K. Ito, Science 372, 1078-1081(2021).

標題：「軟 X 線発光分光で見るフラーレン閉じ込め水分子の電子状態」「微細加工技術を用いた軟 X 線顕微分光イメージ
ング手法の開発」
日時：2022 年 5 月 23 日(月) 午後１時～午後３時
場所：Zoom 開催
講師：木内 久雄、竹尾 陽子
所属：物性研究所 助教
要旨：
1．木内 久雄（物性研究所 原田研究室 助教）【題目】
軟 X 線発光分光で見るフラーレン閉じ込め水分子の電子状態【概要】
水は生物の生命活動に必須なだけでなく、触媒や電池などの性能を決める重要な要素の一つである。水は異なる水素結合構造を持ったナノメートルオーダーの領域が混在する不均一な液体であることが X 線回折、小角散乱、軟 X 線発光分光の結果から提案され、特に水素結合を直接的に観測する軟 X 線発光分光の解釈をめぐって 15 年近く様々な議論がなされてきたが、最近、理論的にも軟 X 線発光分光でミクロな不均一モデルを支持するという重要な結果が報告された[1,2]。
このように不均一な水素結合領域が共存するモデルを認めることによって、水そのものの機能や親水表面における水の結合と機能に関して、新たな議論が始まると期待されている。一方で、疎水表面における水は疎水性水和という形で相互作用が記述されるが、疎水表面と水の相互作用を直接可視化するのは難しい。そこで本研究では、分子手術法によってフラーレン C60 内に水分子を閉じ込めた系に軟 X 線発光分光を適用することによって、これを可視化することを試みた。
本発表では、水分子の特異な電子状態から疎水場における相互作用について議論する。
[1] O. Takahashi, Y. Harada et al., Phys. Rev. Lett. 128, 086002 (2022).
[2] L.G.M. Pettersson and O. Takahashi, J. Non-Cryst. Solids: X 14, 100087 (2022).

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物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

2．竹尾 陽子（物性研究所 木村研究室 助教）【題目】
微細加工技術を用いた軟 X 線顕微分光イメージング手法の開発【概要】
軟 X 線領域におけるサブミクロン顕微手法の多くは、光学素子にゾーンプレートを用いているために、長い計測時間とエネルギー変更の煩雑さを伴う。近年実用化した高精度筒形ミラーによって、色収差なし、高いビーム利用効率、ナノメートル分解能を兼ね備えた集光及び結像が実現し、軟 X 線光学系の自由度が向上しつつある。その一つが、本研究で開発中のナノ構造回折格子を用いた顕微分光イメージングである。非単色光でサンプルを照明し、透過後のビームを分光することで、吸収スペクトルの分布を二次元的かつ瞬間的に取得できる。本発表では、光学系の設計、作製、X 線自由電子
レーザー及び放射光を用いたイメージング実験結果について報告する。

標題：強磁場と極低温による静的核偏極標的を使った素粒子原子核研究
日時：2022 年 5 月 27 日(金) 午前 11 時～午後 0 時
場所：Zoom 開催
講師：郡 英輝 特任准教授
所属：大阪大学 核物理研究センター
要旨：
私達は SPring-8 において、数 GeV エネルギーの偏極フォトンのビームを使用して素粒子原子核実験の研究を行っています。様々な中間子や重粒子が生成されるのが魅力であり、粒子生成のメカニズム や粒子の構造を調べるためには、生成断面積だけではなく偏極観測量が重要な役割を果たします。近年、世界からクォーク 4 個の粒子、5 個の粒子の証拠が報告されていて、エキゾチックな粒子に対する注目が高まっています[1,2]。私達も 5 個のクォークの粒子の候補を見つけていて[3,4]、偏極陽子標的を偏極ビームと共に使用して、この粒子の構造を解明したいと考えています。偏極陽子標的を製作する方法には、静的核偏極法と動的核偏極法があります。私達は極低温(約 10 mK)と強磁場(約 17 T)を使って、静的
核偏極法により水素と重水素が分子を形成する HD という固体を偏極させる方法を選んできました。最近では時間と人手の節約にために、低温(約 1 K)と磁場(2.5 T, 5.0 T)で電子を偏極させてマイクロ波により陽子の核偏極へ移行させる動的核偏極法にも魅力を感じています。 本セミナーでは、低温強磁場技術が素粒子原子核研究にどのように利用されているかを説明します。
[1] H.X. Chen et al. Physics Report 639 (2016) 1[2] R. Aaij et al. Physical Review Letters 122 (2019) 222001[3] T. Mibe et al. Physical Review Letters 95 (2005) 182001[4] H. Kohri et al. Physical Review Letters 104 (2010) 172001■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

34標題：金属スピンアイス Pr2Ir2O7 におけるフォノンによる熱ホール効果
日時：2022 年 6 月 8 日(水) 午後３時～午後４時
場所：ZOOM 開催
講師：町田 洋所属：学習院大学
要旨：
温度勾配によって駆動された熱キャリアの軌道が磁場下で曲げられることにより、熱流と磁場に共に垂直な方向に温度差が生じる現象を熱ホール効果と呼ぶ。
近年、熱ホール効果はスピン液体物質を中心に新奇なスピン励起の存在を探る有効なプローブとして注目されている[1,2]。一方で、熱ホール効果には電荷キャリアやスピン励起だけでなくフォノンも寄与することが最近様々な絶縁体物質
で見出されつつあり、我々の熱ホール効果についての理解は日々更新を迫られている状況にある[3,4]。
本セミナーでは、金属スピンアイス物質 Pr2Ir2O7 の熱輸送に関する研究を紹介し、同物質では局在スピンによる共鳴
フォノン散乱が熱流に平行な縦熱伝導における主要な熱抵抗の起源であるだけでなく、共鳴散乱を通してフォノンが熱流に対して非対称に散乱されることで熱ホール効果にも寄与している可能性を議論する[5]。
[1] M. Hirschberger et al., Science 348, 106 (2015).
[2] Y. Kasahara et al., Nature 559, 227 (2018).
[3] K. Sugii et al., Phys. Rev. Lett. 118, 145902 (2017).
[4] X. Li et al., Phys. Rev. Lett. 124, 105901 (2020).
[5] T. Uehara, T. Ohtsuki, M. Udagawa, S. Nakatsuji, and Y. Machida, arXiv:2202.12149.

標題：ISSP & Kavli IPMU Joint Seminar : Anomalies in (2+1)D symmetry -enriched topological phases
日時：2022 年 6 月 8 日(水) 午後１時～午後２時
場所：Zoom および第一会議室(A636), ISSP（Hybrid）
講師：Daniel Bulmash
所属：University of Maryland
要旨：
Topological phases of matter, like fractional quantum Hall systems, can host anyon excitations with fractional
electric charge. More generally, when topological phases with anyons have global symmetries, the anyons can carry
fractional quantum numbers under those symmetries. Remarkably, some choices of fractional quantum numbers areanomalous, that is, they are physically allowed to exist, but only when the (2+1)D system lives on the surface of a bulk
(3+1)D symmetry-protected topological phase like a topological insulator. Given abstract algebraic data specifying
these quantum numbers, I will explain how to determine whether the resulting (2+1)D theory is anomalous and, if so,
how to describe the required bulk theory.

35

物性研だより第 62 巻第 2 号■■ ■■ ■ ■ ■

東京大学物性研究所人事異動一覧【研 究 部 門 等】
発令日

氏 名

部門・施設名等職 名備

考〈 採 用 〉
附属国際超強磁場科学研究施設
特任研究員より

R4.5.1

石井 裕人

附属国際超強磁場科学研究施設

助教

R4.5.10

Portugall Oliver

附属国際超強磁場科学研究施設

特任教授

R4.6.2Batzill Matthias
Marcus

ナノスケール物性研究部門

特任教授 南フロリダ大学物理学科 教授より

R4.6.6

Haddad Sonia

凝縮系物性研究部門

特任教授

櫻井 治之

附属極限コヒーレント光科学研究センター

特任助教 東京大学大学院理学系研究科 助教へ

トゥールーズ・グルノーブル国立強磁場研究所
強磁場グループ グループリーダーより

チュニス・エルマナール大学 チュニス科学院
物性物理学研究所 所長より〈 退 職 〉
R4.5.31■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号36

【事 務 部】
発令日

氏 名

部門・施設名等職 名

備

考〈 在 籍 出 向 〉

R4.6.1

高橋 志生

物性研究所予算・決算係

伊東 央

物性研究所

主任

国立文化財機構本部事務局総務企画課（情報担当）
専門職員（係長級）へ〈 退 職 〉
R4.6.30

37

物性研だより第 62 巻第 2 号

労務作業員

■

■ ■

■ ■ ■ ■

令和３年度外部資金の受入について

1．奨学寄附金件

数

金 額 （円）18

37,590,000

2．受託研究
研

究

題

目

委 託 者

受 入 金 額 （円）研 究 代 表 者

電子構造のトポロジーを利用した機能性磁性（国研）科学技術振興機構
材料の開発とデバイス創成

101,275,200

量子物質研究グループ
特任教授 中辻 知

トポロジカル磁性体のスピントロニクス技術の（国研）科学技術振興機構
開発

13,650,000

ナノスケール物性研究部門
教授 大谷 義近エネルギー貯蔵材料の動作下超高分解能放（国研）産業技術総合研究所
射光軟Ｘ線電子状態解析

5,615,590

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教授 原田 慈久

基盤的計算機シミュレーション手法の検討と（国研）物質・材料研究機構
水素を含む新規材料候補の探索と物性解析

62,258,324

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、ならびに（大）東京工業大学
動的磁化反転機構理論の構築

1,700,000

附属計算物質科学研究センター
教授 常行 真司

573,300,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教授 小林 洋平

ＣＰＳ型レーザー加工機システムによるスマー （国研）量子科学技術研究開ト製造推進拠点発機構
リモートコントロールによるハイスループット材（国研）科学技術振興機構
料合成の実証実験

0

光 OFF 型オプシンによる高感度かつ自然な（国研）科学技術振興機構
視覚再生13,195,000

機能物性研究グループ
助教 永田 崇“All-optical”な電気生理学による植物個体の（国研）科学技術振興機構
膜電位操作技術の創出

6,565,000

機能物性研究グループ
特任研究員 井上（今野） 雅恵

フロッケ・エンジニアリングとトポロジカル非線（国研）科学技術振興機構
形光学効果の理論

17,680,000

機能物性研究グループ
教授 岡 隆史

原子分解能・低速電子ホログラフィーの開発

15,600,000

ナノスケール物性研究部門
特任研究員 柳澤 啓史

次世代二次電池・燃料電池開発による ET 革（国研） 物質・材料研究機構
命に向けた計算・データ材料科学研究

9,790,000

機能物性研究グループ
教授 杉野 修第一原理自動網羅計算に基づいた高精度・高速度のハイスループット材料計算ソフトウェ （国研）産業技術総合研究所
アの開発・拡張と磁気特性の評価

8,250,000

データ統合型材料物性研究部門
特任准教授 福島 鉄也

超高電位を目指した酸化物カソードの開発・（国研）新エネルギー・産業
先端計測と理論解析による触媒能発現機構
技術総合開発機構の解明

20,010,000

機能物性研究グループ
教授 杉野 修トポロジカル半金属を用いたテラヘルツ高速（国研）科学技術振興機構
エレクトロニクス・スピントロニクス素子開拓

48,100,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
准教授 松永 隆佑

ベクトル波形制御された高強度高周波テラヘ（国研）科学技術振興機構
ルツパルスによる物質制御

15,795,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
助教 神田 夏輝

時空間で精密制御した輻射場による表面反（国研）科学技術振興機構
応プロセス

52,260,000

機能物性研究グループ
教授 𠮷信 淳

皮膚に対する接着/脱離スイッチングを実現（国研）科学技術振興機構
するスマートハイドロゲル表面の開発

1,498,900

附属中性子科学研究施設
助教 李 响

ゲル・腱・靱帯の構造・ダイナミクスの解明（国研）科学技術振興機構

8,320,000

附属中性子科学研究施設准教授 眞弓 晧一ビックデータアプローチによる X 線レーザーイ（国研）科学技術振興機構
メージングの高度化

1,300,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
准教授 木村 隆志

量子散乱による超高均一ゲル形成の学理解（国研）科学技術振興機構
明とその展開6,110,000

附属中性子科学研究施設
助教 李 响

ＩＣＴデータ活用型アクティブ制御レーザー加 （国研）新エネルギー・産業
工技術開発
技術総合開発機構

6,994,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教授 小林 洋平

石炭灰を主原料とした新規なリサイクル連続 （国研）新エネルギー・産業
長繊維の応用研究
技術総合開発機構

13,357,000

附属物質設計評価施設
教授 上床 美也

パワーレーザーDX プラットフォーム

4,400,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教授 小林 洋平■■■■ ■■■（国研）科学技術振興機構（大）大阪大学

ナノスケール物性研究部門
教授 Ｍｉｋｋ Ｌｉｐｐｍａａ

物性研だより第 62 巻第 2 号

38

２次元ホウ素未踏マテリアルの創製と機能開（国研）科学技術振興機構
拓15,990,000

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教授 松田 巌多体波動関数物性の量子シミュレーション（国研）科学技術振興機構

13,000,000

物性理論研究部門
助教 池田 達彦

高強度テラヘルツ光によって誘起された量子（国研）科学技術振興機構
スピン流の学理創出

3,380,000

物性理論研究部門
特任研究員 玉谷 知裕

生体制御における開放系トポロジカル相の理（国研）科学技術振興機構
論の展開

650,000

機能物性研究グループ
教授 岡 隆史

固体電子系における開放系トポロジカル相で（国研）科学技術振興機構
予想されるバルクフェルミアークの実証実験

1,937,000

細胞の開放系トポロジカル相に着目した細胞（国研）科学技術振興機構
内信号伝達制御法の開発

910,000

合附属極限コヒーレント光科学研究センター
准教授 近藤 猛
機能物性研究グループ
准教授 井上 圭一

1,042,891,014

計

3．共同研究研

究

題

目

相 手 側 機 関

相手側負担分 本学負担分

研 究 担 当 教 員

強磁場 NMR の開発と物性研究（物性研－物（大）北海道大学
性科学研究機関連携研究）

附属国際超強磁場科学研究施設
2,000,000
教授 金道 浩一

多重膜環境下における熱物性測定法の開発と新奇物性探索（物性研－物性科学研究機 （大）横浜国立大学
関連携研究）

1,000,000

磁歪の光ファイバセンサによる高速検出附属国際超強磁場科学研究施設
助教 池田 暁彦（国研）産業技術総合研究所

新しい強磁場マグネット用高強度・高導電率（国研）物質・材料研究機構
導体の開発
パルス超強磁場を用いた創発物性研究（国研）理化学研究所

附属物質設計評価施設
教授 上床 美也

附属国際超強磁場科学研究施
教授 金道 浩一
附属国際超強磁場科学研究施設
准教授 徳永 将史

10,000,000

人工知能とデータ科学に基づく光受容タンパ（国研）理化学研究所
ク質の開発

機能物性研究グループ
准教授 井上 圭一

第一原理計算によるネオジム永久磁石内部 （一財）高度情報科学技術研の交換結合定数解析
究機構

附属物質設計評価施設
教授 尾崎 泰助

生体・医療・バイオ分野における先端レー
ザー加工過程の解明と加工プラットフォーム （国研）産業技術総合研究所のオープンイノベーション化の実現

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教授 小林 洋平

磁歪の光ファイバセンサによる高速検出（２）（国研）産業技術総合研究所

附属国際超強磁場科学研究施設
教授 松田 康弘

熱回収型太陽電池に関する研究（国研）産業技術総合研究所

機能物性研究グループ
教授 秋山 英文

次世代放射光を用いた生体分子の物性物理 （国研）量子科学技術研究開
学的アプローチに関する研究
発機構

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教授 原田 慈久次世代レーザー及び加工の共通基盤技術開（国研）産業技術総合研究所
発に関する研究附属極限コヒーレント光科学研究センター
教授 小林 洋平軟 X 線検出器の性能の評価に関する研究

1,000,000（国研）産業技術総合研究所

ヘテロ接合太陽電池の放射線耐性向上に関 （国研）宇宙航空研究開発機
する研究構

機能物性研究グループ
教授 秋山 英文

499,070

超短パルスレーザー加工工程の解明と加工（国研）産業技術総合研究所
プラットフォーム利用に関する研究【企業との共同研究 19 件】
合

39

計

物性研だより第 62 巻第 2 号

附属極限コヒーレント光科学研究センター
教授 原田 慈久附属極限コヒーレント光科学研究センター
教授 小林 洋平
126,669,250
127,168,320

4,000,000■■ ■■ ■ ■ ■

東京大学物性研究所教員公募について

１．職名および人数准教授 １名２．所属
物性研究所附属物質設計評価施設
３．就業場所
物性研究所柏キャンパス（千葉県柏市柏の葉 5-1-5）
４．公募内容量子ビームを用いた構造物性研究を積極的に展開し、物性科学の新しい潮流を生み出す意欲的な研究者を公募する。
さらに附属物質設計評価施設 X 線測定室において装置の管理運営を行い、全国共同利用を推進するとともに所内利用者の支援を行う。また、物性研究所における放射線管理業務に従事する。
５．応募資格博士号または同等の資格を有する、または着任までに取得見込の方
第 1 種放射線取扱主任者資格を有する、または着任までに取得見込の方
６．契約時期
採用決定後なるべく早い時期
７．任期
満 56 歳に達する年度の初めに任期 5 年の任期制に入り、再任は１回を限度とする。なお、任期制の詳細については
下記問い合わせ先に問い合わせること
８．試用期間採用された日から 6 月間（東京大学教職員就業規則第 8 条による）
９．応募締切令和 4 年 8 月 31 日（水）必着
10．提出書類（イ）推薦の場合〇推薦書〇履歴書東京大学統一履歴書（https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/jobs/r01.html）を用いること〇業績リスト（特に重要な論文に〇印を付けること）〇主要論文の別刷（5 編、コピー可）〇研究業績の概要（A4 用紙 2−3 枚程度）
〇研究計画書（A4 用紙 2−3 枚程度）
（ロ）応募の場合〇履歴書。東京大学統一履歴書（https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/jobs/r01.html）を用いること〇業績リスト（特に重要な論文に〇印を付けること）〇主要論文の別刷（5 編、コピー可）〇研究業績の概要（A4 用紙 2−3 枚程度）
〇研究計画書（A4 用紙 2−3 枚程度）
〇応募者についての推薦書、または、意見書（作成者から書類提出先へ直送）
11．提出方法
郵送または電子メール■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号40提出先：〒277-8581 千葉県柏市柏の葉 5-1-5 東京大学物性研究所総務係
電話：04-7136-3207 Email：issp-jinji@issp.u-tokyo.ac.jp〇郵送の場合「物性研究所附属物質設計評価施設教員応募書類在中」、又は「物性研究所附属物質設計評価施設教員推薦書在中」の旨を朱書し、簡易書留等配達状況が確認可能な方法で送付すること〇電子メールの場合
空の電子メールを件名「物性研究所附属物質設計評価施設教員応募」にて上記提出先に送付し、その後返信される
電子メールに記載された書類提出先フォルダに応募書類一式をアップロードすること※勤務日 2～3 日以内に返信メールが届かない場合には総務係へご連絡ください。
12．照会先提出手続きに関する問い合わせは提出先に、それ以外は下記まで問い合わせること
東京大学物性研究所 附属物質設計評価施設 教授 廣井 善二
Email：hiroi@issp.u-tokyo.ac.jp
13．募集者名称
国立大学法人東京大学
14．就業時間
専門業務型裁量労働制により、1 日 7 時間 45 分勤務したものとみなされる。
15．休日
土・日、祝日、年末年始（12 月 29 日～1 月 3 日）
16．休暇
年次有給休暇、特別休暇等
17．賃金等
学歴・職務経験等を考慮して決定。昇給制度あり
諸手当：賞与（年 2 回）
、通勤手当（原則 55,000 円まで）のほか、本学の定めるところによる。
18．加入保険文部科学省共済組合、雇用保険
19．その他〇東京大学物性研究所教授会の議を経て審査決定します。ただし、適任者のない場合は決定を保留します。
〇東京大学は男女共同参画を推進しており、女性の積極的な応募を歓迎します。
〇2022 年 5 月 1 日以降、外為法等の定めにより、採用時点で、海外機関における兼業や、外国政府等からの多額の収入がある場合、研究上の技術の共有が制限され、本学教職員としての職務の達成が困難となる可能性があります。
着任後の兼業等については、本学における研究上の技術の共有に支障のない範囲に留める必要があります。
〇お送りいただいた応募書類等は返却いたしませんので、ご了解の上お申込みください。また、履歴書は本応募の用途に限り使用し、個人情報は正当な理由なく第三者への開示、譲渡及び貸与することは一切ありません。
〇受動喫煙防止措置の状況は屋内原則禁煙（喫煙場所設置）です。
令和 4 年 3 月 1 日
東京大学物性研究所長

41

物性研だより第 62 巻第 2 号

森 初果

■

■ ■

■ ■ ■ ■

東京大学物性研究所教員公募について

１．職名および人数准教授 １名２．所属
物性研究所 附属国際超強磁場科学研究施設
３．就業場所
物性研究所柏キャンパス（千葉県柏市柏の葉 5-1-5）
４．公募内容パルス強磁場の開発とそれを用いた研究を展開し、100 テスラ科学で世界をリードする研究者を公募する。国際超強磁場科学研究施設の全国共同利用及び国際共同研究で中⼼的な役割を担い、強磁場コラボラトリー計画を推進する研究者を希望する。
５．応募資格博士号または同等の資格を有する、または着任までに取得見込の方
６．契約時期
採用決定後なるべく早い時期
７．任期
満 56 歳に達する年度の初めに任期 5 年の任期制に入り、再任は１回を限度とする。なお、任期制の詳細については
下記問い合わせ先に問い合わせること。
８．試用期間採用された日から 6 月間（東京大学教職員就業規則第 8 条による）
９．応募締切令和 4 年 8 月 31 日（水）必着
10．提出書類（イ）応募の場合○履歴書（東京大学統一履歴書（https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/jobs/r01.html）を用いること）○業績リスト（特に重要な論文に○印を付けること）○主要論文の別刷（5 編、コピー可）○研究業績の概要（A4 用紙 2−3 枚程度）
○研究計画書（A4 用紙 2−3 枚程度）
○応募者についての推薦書、または、意見書（作成者から書類提出先へ直送）（ロ）推薦の場合○推薦書○履歴書（東京大学統一履歴書（https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/jobs/r01.html）を用いること）○業績リスト（特に重要な論文に○印を付けること）○主要論文の別刷（5 編、コピー可）○研究業績の概要（A4 用紙 2−3 枚程度）
○研究計画書（A4 用紙 2−3 枚程度）
11．提出方法
郵送または電子メール
提出先：〒277-8581 千葉県柏市柏の葉 5-1-5 東京大学物性研究所総務係■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

42電話：04-7136-3207 Email：issp-jinji@issp.u-tokyo.ac.jp○郵送の場合「物性研究所 附属国際超強磁場科学研究施設（准教授）応募書類在中」、又は「物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設（准教授）推薦書類在中」の旨を朱書し、簡易書留等配達状況が確認可能な方法で送付すること○電子メールの場合
空の電子メールを件名「物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設（准教授）応募」にて上記提出先に送付し、その後返信される電子メールに記載された書類提出先フォルダに応募書類一式をアップロードすること（応募の場合、推薦書または意見書は、作成者から書類提出先へ直送のこと）※勤務日 2〜3 日以内に返信メールが届かない場合には総務係へご連絡ください。
12．照会先提出手続きに関する問い合わせは提出先に、それ以外は下記まで問い合わせること
東京大学物性研究所 附属国際超強磁場科学研究施設 教授 松田 康弘
e-mail: ymatsuda@issp.u-tokyo.ac.jp
13．募集者名称
国立大学法人東京大学
14．就業時間
専門業務型裁量労働制により、1 日 7 時間 45 分勤務したものとみなされる。
15．休日
土・日、祝日、年末年始（12 月 29 日〜1 月 3 日）
16．休暇
年次有給休暇、特別休暇等
17．賃金等
学歴・職務経験等を考慮して決定。昇給制度あり
諸手当：賞与（年 2 回）
、通勤手当（原則 55,000 円まで）のほか、本学の定めるところによる。
18．加入保険文部科学省共済組合、雇用保険
19．その他〇東京大学物性研究所教授会の議を経て審査決定します。ただし、適任者のない場合は決定を保留します。
○東京大学は男女共同参画を推進しており、女性の積極的な応募を歓迎します。
〇外為法等の定めにより、国外機関との兼業や外国政府等からの多額の収入があり、本学における研究上の技術の共有が制限される場合には、本学教職員としての職務の達成が困難となる可能性があります。そのため、着任後の兼業等については、本学における研究上の技術の共有に支障のない範囲に留める必要があります。
○提出書類等は返却しませんので、了解の上、応募または推薦してください。また、履歴書は本公募の用途に限り使用し、個人情報は正当な理由なく第三者への開示、譲渡及び貸与することは一切ありません。
〇受動喫煙防止措置の状況は屋内原則禁煙（喫煙場所設置）です。
令和 4 年 4 月 22 日
東京大学物性研究所長

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物性研だより第 62 巻第 2 号

森 初果

■

■ ■

■ ■ ■ ■

東京大学物性研究所教員公募について

１．職名および人数准教授 1 名２．所属
物性理論研究部門/量子物質研究グループ
３．就業場所
物性研究所柏キャンパス（千葉県柏市柏の葉 5-1-5）
４．公募内容物性理論。量子物性の基礎的課題に幅広く取り組み、物性科学における新しい分野の開拓に意欲的な研究者で所内外の研究者との連携にも積極的に取り組む方を希望する。
５．応募資格博士号または同等の資格を有する、または着任までに取得見込の方
６．契約時期
採用決定後なるべく早い時期
７．任期
満 56 歳に達する年度の初めに任期 5 年の任期制に入り、再任は１回を限度とする。なお、任期制の詳細については
下記照会先に問い合わせること
８．試用期間採用された日から 6 月間（東京大学教職員就業規則第 8 条による）
９．応募締切令和 4 年８月 31 日（水）必着
10．提出書類（イ）応募の場合○履歴書（東京大学統一履歴書（https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/jobs/r01.html）を用いること）○主要論文の別刷（5 編、コピー可）○業績リスト（主要論文に○印を付けること）○研究業績の概要（A4 用紙 2−3 枚程度）
○研究計画書（A4 用紙 2−3 枚程度）
○応募者についての推薦書、または、意見書（作成者から書類提出先へ直送）（ロ）推薦の場合○推薦書○履歴書（東京大学統一履歴書（https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/jobs/r01.html）を用いること）○主要論文の別刷（5 編、コピー可）○業績リスト（主要論文に○印を付けること）○研究業績の概要（A4 用紙 2−3 枚程度）
○研究計画書（A4 用紙 2−3 枚程度）
11．提出方法
郵送または電子メール
提出先：〒277-8581 千葉県柏市柏の葉 5-1-5 東京大学物性研究所総務係
電話：04-7136-3207 Email：issp-jinji@issp.u-tokyo.ac.jp■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

44

○郵送の場合「物性研究所物性理論研究部門教員応募書類在中」、又は「物性研究所物性理論研究部門教員推薦書類在中」の旨を朱書し、簡易書留等配達状況が確認可能な方法で送付すること〇電子メールの場合
空の電子メールを件名「物性研究所物性理論研究部門教員応募」にて上記提出先に送付し、その後返信される電子メールに記載された書類提出先フォルダに応募書類一式をアップロードすること（応募の場合、推薦書または意見書は、作成者から書類提出先へ直送のこと）※勤務日 2〜3 日以内に返信メールが届かない場合には総務係へご連絡ください。
12．照会先提出手続きに関する問い合わせは提出先に、それ以外は下記まで問い合わせること
東京大学物性研究所 機能物性研究グループ/物性理論研究部門 教授 岡 隆史
e-mail: oka@issp.u-tokyo.ac.jp
13．募集者名称
国立大学法人東京大学
14．就業時間
専門業務型裁量労働制により、1 日 7 時間 45 分勤務したものとみなされる。
15．休日
土・日、祝日、年末年始（12 月 29 日〜1 月 3 日）
16．休暇
年次有給休暇、特別休暇等
17．賃金等
学歴・職務経験等を考慮して決定。昇給制度あり
諸手当：賞与（年 2 回）
、通勤手当（原則 55,000 円まで）のほか、本学の定めるところによる。
18．加入保険文部科学省共済組合、雇用保険
19．その他〇東京大学物性研究所教授会の議を経て審査決定します。ただし、適任者のない場合は決定を保留します。
〇東京大学は男女共同参画を推進しており、女性の積極的な応募を歓迎します。
〇外為法等の定めにより、国外機関との兼業や外国政府等からの多額の収入があり、本学における研究上の技術の共有が制限される場合には、本学教職員としての職務の達成が困難となる可能性があります。そのため、着任後の兼業等については、本学における研究上の技術の共有に支障のない範囲に留める必要があります。
〇提出書類等は返却しませんので、了解の上、応募または推薦してください。また、履歴書は本公募の用途に限り使用し、個人情報は正当な理由なく第三者への開示、譲渡及び貸与することは一切ありません。
〇受動喫煙防止措置の状況は屋内原則禁煙（喫煙場所設置）です。
令和 4 年 6 月 13 日
東京大学物性研究所長

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物性研だより第 62 巻第 2 号

森 初果

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■ ■

■ ■ ■ ■

東京大学物性研究所教員公募について

１．職名および人数
特任助教 1 名
２．所属
物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設
３．就業場所
物性研究所柏キャンパス（千葉県柏市柏の葉 5-1-5）
４．公募内容物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設では、非破壊型ロングパルスマグネットを用いた物性実験を行っている。
本公募では、強磁場施設の各研究室と協力してロングパルス強磁場下での精密物性測定法を開拓し、これを用いた共同利用研究を推進する若手研究者を募集する。
５．応募資格博士号または同等の資格を有する、または着任までに取得見込の方
６．契約期間
令和 5 年 4 月 1 日〜令和 6 年 3 月 31 日
７．更新の有無
更新する場合が有り得る。更新する場合は 1 年ごとに行う。
更新は、予算の状況、従事している業務の進捗状況、契約期間満了時の業務量、勤務成績、勤務態度、健康状況等を考慮のうえ判断する。ただし、更新回数は 4 回、在職できる期間は令和 10 年 3 月 31 日を限度とする。
８．試用期間採用された日から 6 月間
９．応募締切令和 4 年 9 月 30 日（金）必着
10．提出書類（イ）応募の場合○履歴書（東京大学統一履歴書（https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/jobs/r01.html）を用いること）○業績リスト（特に重要な論文に○印を付けること）○主要論文の別刷（3 編、コピー可）○研究業績の概要（A4 用紙 2−3 枚程度）
○研究計画書（A4 用紙 2−3 枚程度）
○応募者についての推薦書、または、意見書（作成者から書類提出先へ直送）（ロ）推薦の場合○推薦書○履歴書（東京大学統一履歴書（https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/jobs/r01.html）を用いること）○業績リスト（特に重要な論文に○印を付けること）○主要論文の別刷（3 編、コピー可）○研究業績の概要（A4 用紙 2−3 枚程度）
○研究計画書（A4 用紙 2−3 枚程度）
11．提出方法
郵送または電子メール■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

46提出先：〒277-8581 千葉県柏市柏の葉 5-1-5 東京大学物性研究所総務係
電話：04-7136-3207 Email：issp-jinji@issp.u-tokyo.ac.jp○郵送の場合「物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設（金道研究室）特任助教応募書類在中」、又は「物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設（金道研究室）教員推薦書類在中」の旨を朱書し、簡易書留等配達状況が確認可能な方法で送付すること○電子メールの場合
空の電子メールを件名「物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設（金道研究室）特任助教応募」にて上記提出先に送付し、その後返信される電子メールに記載された書類提出先フォルダに応募書類一式をアップロードすること（応募の場合、推薦書または意見書は、作成者から書類提出先へ直送のこと）※勤務日 2〜3 日以内に返信メールが届かない場合には総務係へご連絡ください。
12．照会先提出手続きに関する問い合わせは提出先に、それ以外は下記まで問い合わせること
東京大学物性研究所 附属国際超強磁場科学研究施設 教授 金道 浩一
e-mail: kindo@issp.u-tokyo.ac.jp
13．募集者名称
国立大学法人東京大学
14．就業時間
専門業務型裁量労働制により、1 日 7 時間 45 分勤務したものとみなされる。
15．休日
土・日、祝日、年末年始（12 月 29 日〜1 月 3 日）
16．休暇
年次有給休暇、特別休暇等
17．賃金等
学歴・職務経験等を考慮して決定。
諸手当：通勤手当（原則 55,000 円まで）のほか、本学の定めるところによる。
18．加入保険文部科学省共済組合、雇用保険
19．その他○東京大学物性研究所教授会の議を経て審査決定します。ただし、適任者のない場合は決定を保留します。
○東京大学は男女共同参画を推進しており、女性の積極的な応募を歓迎します。
○外為法等の定めにより、国外機関との兼業や外国政府等からの多額の収入があり、本学における研究上の技術の共有が制限される場合には、本学教職員としての職務の達成が困難となる可能性があります。そのため、着任後の兼業等については、本学における研究上の技術の共有に支障のない範囲に留める必要があります。
○提出書類等は返却しませんので、了解の上、応募または推薦してください。また、履歴書は本公募の用途に限り使用し、個人情報は正当な理由なく第三者への開示、譲渡及び貸与することは一切ありません。
○受動喫煙防止措置の状況は屋内原則禁煙（喫煙場所設置）です。
令和 4 年 4 月 28 日
東京大学物性研究所長

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物性研だより第 62 巻第 2 号

森 初果

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■ ■

■ ■ ■ ■

東京大学物性研究所教員公募について

１．職名および人数
特任助教 1 名
２．所属
物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設
３．就業場所
物性研究所柏キャンパス（千葉県柏市柏の葉 5-1-5）
４．公募内容物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設では、パルス強磁場下における分光実験やイメージング実験を行っている。
本公募では、強磁場施設の各研究室と協力しながら、徳永将史准教授とともに強磁場下における光学実験の新しい測定手法を開拓し、これを用いた共同利用研究を推進する若手研究者を募集する。
５．応募資格博士号または同等の資格を有する、または着任までに取得見込の方
６．契約期間
令和 5 年 4 月 1 日〜令和 6 年 3 月 31 日
７．更新の有無
更新する場合が有り得る。更新する場合は 1 年ごとに行う。
更新は、予算の状況、従事している業務の進捗状況、契約期間満了時の業務量、勤務成績、勤務態度、健康状況等を考慮のうえ判断する。ただし、更新回数は 4 回、在職できる期間は令和 10 年 3 月 31 日を限度とする。
８．試用期間採用された日から 6 月間
９．応募締切令和 4 年 9 月 30 日（金）必着
10．提出書類（イ）応募の場合○履歴書（東京大学統一履歴書（https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/jobs/r01.html）を用いること）○業績リスト（特に重要な論文に○印を付けること）○主要論文の別刷（3 編、コピー可）○研究業績の概要（A4 用紙 2−3 枚程度）
○研究計画書（A4 用紙 2−3 枚程度）
○応募者についての推薦書、または、意見書（作成者から書類提出先へ直送）（ロ）推薦の場合○推薦書○履歴書（東京大学統一履歴書（https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/jobs/r01.html）を用いること）○業績リスト（特に重要な論文に○印を付けること）○主要論文の別刷（3 編、コピー可）○研究業績の概要（A4 用紙 2−3 枚程度）

○研究計画書（A4 用紙 2−3 枚程度）
11．提出方法
郵送または電子メール■■■■ ■■■

物性研だより第 62 巻第 2 号

48提出先：〒277-8581 千葉県柏市柏の葉 5-1-5 東京大学物性研究所総務係
電話：04-7136-3207 Email：issp-jinji@issp.u-tokyo.ac.jp○郵送の場合「物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設（徳永研究室）特任助教応募書類在中」、又は「物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設（徳永研究室）特任助教推薦書類在中」の旨を朱書し、簡易書留等配達状況が確認可能な方法で送付すること○電子メールの場合
空の電子メールを件名「物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設（徳永研究室）特任助教応募」にて上記提出先に送付し、その後返信される電子メールに記載された書類提出先フォルダに応募書類一式をアップロードすること（応募の場合、推薦書または意見書は、作成者から書類提出先へ直送のこと）※勤務日 2〜3 日以内に返信メールが届かない場合には総務係へご連絡ください。
12．照会先提出手続きに関する問い合わせは提出先に、それ以外は下記まで問い合わせること
東京大学物性研究所 附属国際超強磁場科学研究施設 准教授 徳永 将史
e-mail: tokunaga@issp.u-tokyo.ac.jp
13．募集者名称
国立大学法人東京大学
14．就業時間
専門業務型裁量労働制により、1 日 7 時間 45 分勤務したものとみなされる。
15．休日
土・日、祝日、年末年始（12 月 29 日〜1 月 3 日）
16．休暇
年次有給休暇、特別休暇等
17．賃金等
学歴・職務経験等を考慮して決定。
諸手当：通勤手当（原則 55,000 円まで）のほか、本学の定めるところによる。
18．加入保険文部科学省共済組合、雇用保険
19．その他○東京大学物性研究所教授会の議を経て審査決定します。ただし、適任者のない場合は決定を保留します。
○東京大学は男女共同参画を推進しており、女性の積極的な応募を歓迎します。
〇外為法等の定めにより、国外機関との兼業や外国政府等からの多額の収入があり、本学における研究上の技術の共有が制限される場合には、本学教職員としての職務の達成が困難となる可能性があります。そのため、着任後の兼業等については、本学における研究上の技術の共有に支障のない範囲に留める必要があります。
○提出書類等は返却しませんので、了解の上、応募または推薦してください。また、履歴書は本公募の用途に限り使用し、個人情報は正当な理由なく第三者への開示、譲渡及び貸与することは一切ありません。
〇受動喫煙防止措置の状況は屋内原則禁煙（喫煙場所設置）です。
令和 4 年 4 月 28 日
東京大学物性研究所

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物性研だより第 62 巻第 2 号

森 初果

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■ ■

■ ■ ■ ■

編 集 後 記
約 10 年ぶりとなる研究用原子炉 JRR-3(3 号炉)の再稼働に伴い共同利用が再開され、その成果が最初の中島先生の記事になっています。表紙の絵に 3 号炉と思いましたが、原子炉の写真は掲載できませんでした。磁気スキルミオンの研究経緯も含めたわかりやすい解説となっています。続く福島先生の記事では、マテリアル DX でどうやって「ビールとおむつ」(←こちらが気になる方は是非ご一読を)を見いだすか、タップリな容量で解説されています。
世界のマテリアル DX の動向、そして日本の状況も詳しく解説されています。近藤研の黒田助教(現広島大)の記事では、1980 年代に盛んに研究された CeSb が対象になっています。東北大の糟谷先生(RKKY 相互作用の K のお一人という説明が今や必要でしょうか？)が、当時にポーラロン、p-f mixing と語られていたこの系の物理が、最先端の測定によって解き明かされていく様は感慨深いものです。学生の 2 件の受賞の記事がありますが、2 件とも研究室間の協力に基づいた研究になっております。
先日、物性科学分野にとって有用な研究振興政策と研究評価の方法について、エビデンスに基づく議論の機会となることを目指し「エビデンスに基づく研究評価分析についての検討会」が物性委員会主催で開催されました。コミュニティが企画する研究評価に関する検討会の開催は、おそらく物性分野が初めてだと思われます。この中で英国の例(Research Excellence Framework)として、研究成果、研究がもとで生まれた経済・社会・文化・公共政策等へのインパクト、研究環境の 3 つ評価項目があり、インパクトの項目については世界的にも注目を集めていることが紹介されました。そこでは、機関の中でも分野毎に作り、また、7 年間の間に生まれたインパクトと 20 年前までの研究成果が対象となります。本来、評価までには数年かかる物性分野において、数年分の成果しか対象とならない日本の評価の現状との差を感じるところです。
鈴 木 博 之物性研だよりの購読について
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