THE INSTITUTE FOR SOLID STATE PHYSICS, THE UNIVERSITY OF TOKYO

目次
CONTENTS

2

はじめに

4

物性研とは

5

未来構想

6

沿革・年表

8

組織・運営

10

物性研の研究

12

共同利用

14

人材育成

16

国際連携

Preface

About ISSP

Future Vision
History and Chronology
Organization and Administration
Research

Joint Usage

Human Capability Development
International Cooperation

研究部門 Research Divisions
18◦凝縮系物性研究部門

24◦物性理論研究部門

28◦ナノスケール物性研究部門

34◦社会連携研究部門 ー データ統合型材料物性研究部門

36◦機能物性研究グループ

42◦量子物質研究グループ

Division of Condensed Matter Science
Division of Condensed Matter Theory
Division of Nanoscale Science

Social Cooperation Research Department - Division of Data-Integrated Materials Science
Functional Materials Group
Quantum Materials Group

附属研究施設 Research Facilities
48◦物質設計評価施設

62◦中性子科学研究施設

68◦国際超強磁場科学研究施設

74◦計算物質科学研究センター

76◦極限コヒーレント光科学研究センター

86

Materials Design and Characterization Laboratory
Neutron Science Laboratory
International MegaGauss Science Laboratory
Center of Computational Materials Science
Laser and Synchrotron Research Center

軌道放射物性研究施設

Synchrotron Radiation Laboratory

88

共通施設

92

運営関係の委員会

93

受賞・褒章

94

教職員一覧

102

アクセス

Supporting Facilities
Management Committee and Council
Honors and Awards
Faculty and Staff List
Directions

ISSP Digest 2022

1

はじめに
物性研究所は、東京大学附置の全国共同利用研究所として、1957 年に誕生し、今年創立 65 年となります。その間、物性・物質科学の融合
学術研究、および国際拠点を目指して 2000 年に東大柏キャンパスへ移転し、2004 年には国立大学法人の付置研となりました。2010 年度には共同利用・共同研究拠点制度
で「物性科学研究拠点」に認定され、2016 年度より拠点の 2 期目が、2022 年度より第 3 期目がスタートしました。
どの時代においても、「物質・物性の先端的基礎研究の推進による学理の追求と、基盤研究からの科学技術への貢献」を目指し、研究、教育、
共同利用・共同研究を 3 本の柱として、物性コミュニティーの支援の下に活動を推進しております。
本研究所では、最初の 23 年（第I 期 : 1957-1979 年）、物理、化学、工学の物性分野から研究者を集めて20 部門（後に 22 部門）を設立し、共同利用研として研究設備を整え、我が国における物性研究の向上に貢献しました。さらに、次の 16 年（第II 期：1980-1995 年 ） で は、 高 度
成長時代において、物質・物性研究の重点化と機動性を図るため、極限物性を行う大型装置・施設を構築して共同利用・共同研究に提供し、先端的な物質・計測技術開発、理論研究を推進しました。また、さらにこの 25 年（第 III 期：1996- 現在）では、
物質・物性科学は、（１）物質・シ
ス テ ム 軸（Materials and Systems）（２）測定・制御軸（Measurements
and Control）（３）概念軸（Theory
and Computation） の ３ つ の 軸 がMMT サイクルとして有機的に相互作用し、近年はデータ科学を取り入れながら正のスパイラルで発展しております。本研究所も、小規模なグループで、機動的に先端研究の萌芽を作り、発展させる凝縮系物性研究

部門、物性理論研究部門、およびナノスケール物性研究部門の３部門、中型・大型装置、施設を構築し、先端技術開発とともに研究を推進する
物質設計評価施設、中性子科学研
究施設、国際超強磁場科学研究施
設、計算物質科学研究センター、極限コヒーレント光科学研究センター(LASOR) の 5 施 設、 そ し て 研 究 支
援を行う共通施設の編成となっており、全組織が協働して MMT サイクルを循環させております。
さらに、従来の物性・物質科学における学問領域の枠組みを超えた融合学術研究を推進するため、2016
年に横断型グループとして、“ 量子物質グループ ” と “ 機能物性グループ ” が誕生しました。量子物質グルー
プでは、本研究所の強みである強相
関電子系の物質研究を発展させて、新物質で新たな量子現象、新概念を見出すことを目指しています。また、機能物性グループでは、これま

provides an opportunity for us to expand and todevelop new research activities pursuing new
frontiers and becoming an international centerof excellence in condensed matter physics andmaterials science.
The condensed matter physics and materials
science studies have three axes: (1) "Materials
and Systems" axis (2) "Measurements andControl" axis, and (3) "Theory and Computation"axis. These three axes interact in what wecall a MMT cycle to promote a upward spiralwith incorporating data science. This instituteis organized around 40 laboratories withsmall-, and medium-to-large-scale equipment
and facilities. The labs were originally divided
between three divisions for condensed matterscience, condensed matter theory, and nanoscalescience. More recently, we have added threefacilities and two centers: the Material Design
and Characterization Lab., the Neutron Science
Lab., the International MegaGauss Science Lab.,
the Center of Computational Materials Science,and the Laser and Synchrotron Research Center(LASOR). All labs work together to maintain the
MMT cycle.
In 2016, two new interdisciplinary groups, theQuantum Materials Group and the Functional
Materials Group, were formed to cultivate newfrontiers beyond the framework of traditional
disciplines. In the quantum materials group, we
aim to discover new quantum phenomena andnew concepts with novel materials by developing
research of strongly correlated electron systems.
The functional materials group is targetingcomplicated and hierarchical materials andsystems such as soft matter, including biologicalmaterials and energy systems where dynamics
and excited states of matter are studied. In thisway, we aim to create novel inter-disciplines
based on two groups.
In 2019, we established the “Division of
Data-Integrated Materials Science” in Social
Cooperation Research Department, in whichbasic science research is conducted from a
new perspective through industry-university
collaboration research. We continue to leadthe frontiers of condensed matter physics andmaterials science in the ISSP spirit and are
devoted to developing as a global center of
excellence. We appreciate your continuous
support and cooperation in our activities.

Preface
The Institute for Solid State Physics (ISSP)
was established in 1957 as a joint usage /research institute attached to the University ofTokyo. In every era, with the support of thescience community, we aim to lead the frontier ofcondensed matter physics and materials scienceand contribute to science and technology fromthe view of basic research. We have promoted
activities focused on research, education, andjoint usage / research.
In the first 23 years (Phase I: 1957-1979),
ISSP established 20 departments (22 later) in thefields of physics, chemistry, and engineering. We
constructed advanced facilities and contributed
to the improvement of condensed matter sciencein our country. In the next 16 years (Phase II:
1980-1995), in view of “concentration” and“mobility” of research in condensed matterscience, large-scale facilities and advanced
equipment for extreme conditions in the areasof ultrahigh magnetic fields, high power lasers,
surface science, ultra-low temperatures, and very
high pressures were constructed and shared withthe community through joint usage / research.
In the third era (Phase III:1996 – present), ISSP
moved to the Kashiwa campus in 2000, which

2

ISSP Digest 2022

THE INSTITUTE FOR SOLID STATE PHYSICS, THE UNIVERSITY OF TOKYO

で物性物理であまり取り扱われていなかった生体系物質を含むソフトマ
ターや、素反応を含むエネルギーシ
ステムなど、複雑系・階層系物質・システムを対象とし、その励起状態やダイナミクスを研究することに挑戦しております。このように、2 つのグループを中心に、新たな融合学
術の創成にチャレンジしております。
また、2019 年には、社会連携研究部門として、「データ統合型材料
物性研究部門」を設立し、産学連携研究により、新たな視点で基礎科学研究を進めております。物性研究所
は、物質・物性科学の新たなフロン
ティアを開拓するという創立以来のスピリットを礎に、今後も国際的な拠点として、先端的な物質・物性研
究、人材育成、共同利用・共同研究に取り組む所存です。今後も、皆様の変わらぬご支援、ご協力をお願い
申し上げます。

物性研究所長

2022年 11月

ISSP Director, MORI, Hatsumi
November 2022

ISSP Digest 2022

3

4

ISSP Digest 2022

THE INSTITUTE FOR SOLID STATE PHYSICS, THE UNIVERSITY OF TOKYOISSP Digest 2022

5

6

ISSP Digest 2022

THE INSTITUTE FOR SOLID STATE PHYSICS, THE UNIVERSITY OF TOKYOISSP Digest 2022

7

8

ISSP Digest 2022

THE INSTITUTE FOR SOLID STATE PHYSICS, THE UNIVERSITY OF TOKYO

6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
0

ISSP Digest 2022

9

10

ISSP Digest 2022

THE INSTITUTE FOR SOLID STATE PHYSICS, THE UNIVERSITY OF TOKYO

50
50
45
45
40
40
35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0

top 1%
top 1%

2012
2012

2013
2013

2014
2014

2015
2015

2016
2016

2017
2017

top 5%
top 5%

2018
2018

2019
2019

top 10%
top 10%

2020
2020

2021
2021

80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0

ISSP Digest 2022

11

12

ISSP Digest 2022

THE INSTITUTE FOR SOLID STATE PHYSICS, THE UNIVERSITY OF TOKYO

1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0

2,500

2,000

1,500

1,000

500

0

ISSP Digest 2022

13

0

14

ISSP Digest 2022

0

5

5

10

10

15

15

20

20

THE INSTITUTE FOR SOLID STATE PHYSICS, THE UNIVERSITY OF TOKYOISSP Digest 2022

15

16

ISSP Digest 2022

THE INSTITUTE FOR SOLID STATE PHYSICS, THE UNIVERSITY OF TOKYOISSP Digest 202217

凝縮系物性研究部門
Division of Condensed Matter Science

高温超伝導体、有機超伝導体、グラフェン、トポロジカ
ル絶縁体など、「新物質」の発見が物質科学の新しい局面を切り拓いた例は枚挙に暇がない。また超伝導や量子ホール効果などの予期せぬ現象は、極低温、高圧、強磁場といった「極限環境」において見出されてきた。凝縮系物性研究
部門では、新しい物質系の探索と極限環境を用いた精密測定を組み合わせることにより、新しい物質観につながる物
性現象を発見し解明することを目標としている。
当部門を構成する研究室は、自由な発想のもとに、新物
質や高品質試料の作製や、極限環境での精密な電気的・磁気的・熱的測定を行っている。有機伝導体、原子層（二次元）
物質、トポロジカル物質などの多様な物質を対象に、電子相関、フラストレーション、対称性、トポロジー、分子自由度などが協奏して現れる多彩な現象の解明に取り組んでいる。
本年度は井手上研究室が新たに当部門に加わった。

部門主任 長田 俊人
Leader OSADA, Toshihito

18

ISSP Digest 2022

Discoveries of new materials, for example, high temperature
superconductors, organic superconductors, graphene, and topologicalinsulators, have often opened new horizons in materials science.
Application of extreme conditions of low temperature, high pressure,and high magnetic field have also revealed various unexpected
properties of matters, such as superconductivity and quantum Hall
effect. The goal of the Division of Condensed Matter Science is to
uncover novel phenomena that lead to new concepts of matter, throughcombining the search for new material and the precise measurements
under extreme conditions.
Each group in this division pursuits its own research on synthesis of
new materials and high quality samples, or on precise measurementsof electric, magnetic, and thermal properties, based on their own freeideas. Their main subject is to elucidate various phenomena which
emerge as a concerted result of electron correlation, frustration,
symmetry, topology, and molecular degrees of freedom, in various
materials such as organic conductors, atomic layer (two-dimensional)
materials, and topological materials.
Ideue group has newly joined this division in 2022.

凝縮系物性研究部門

井手上研究室Ideue Group

Division of Condensed Matter Science

研究テーマ Research Subjects
1 ナノ物質の対称性制御を基軸とした新奇物性探索

Exploration of novel physical properties based on symmetry control ofnanomaterials

2 量子整流現象：非相反伝導現象、超伝導ダイオード効果、バル

ク光起電力効果

Quantum rectification effect: Nonrecirpcoal transport, superconducting
diode effect and bulk photovoltaic effect

3 量子相制御：電界誘起超伝導、トポロジカル相転移、磁気秩序制御等

Quantum phase control: Electric-field-induced superconductivity,
topological phase transition, magnetic order control etc
准教授 井手上 敏也
Associate Professor IDEUE, Toshiya

専攻 Course

井手上研究室工学系・物理工学
App. Phys., Eng.

層状物質を剥離して得られる 2 次元結晶やそれが丸まった
ナノチューブに代表されるナノ物質は物質科学の新しい舞台として近年大きな注目を集めている。これらは 3 次元結晶に
磁場・圧力などの外場印加、電気化学的手法、曲率構造やヘテロ界面の作製等によって物質の対称性を自在に制御可能であり、それを反映した特徴的機能性を創出することができる。
本研究室では、そのような量子ナノ物質特有の電気伝導特性や超伝導物性、光学特性の発見と理解によって、物質科学のフロンティアを開拓することを目指している。電荷やスピン、格子、励起子、超伝導ボルテックスといった様々な量子自由度の整流効果やホール効果、スイッチング等の量子機能性の創出に取り組んでいる。

様々な手法によるナノ物質の特徴的対称性の創出。 (a) 劈開法による層状物質の薄膜化およびデバイス化。(b) イオン液体ゲート。(c) ファンデアワールス界面作
製。(d) ナノチューブ・曲率構造。

ナノ物質における量子機能性の例。(a) 素励起のホール効果。(b) 量子整流現象：
非相反伝導とバルク光起電力効果。(c) 電界誘起超伝導

Emergence of unique symmetries in nanomaterials. (a) Nanodevice of few-layer twodimensional crystals. (b) Ionic liquid gating. (c) Van der Waals interface. (d) Nanotube
and curved nanostructure.

Quantum functionalities in nanomaterials. (a) Hall effect of elementary excitations. (b)Quantum rectification effect: Nonreciprocal transport and bulk photovoltaic effect. (c)Electric-filed-induced superconductivity.

Ideue Groupはないユニークな物性を示すことに加え、デバイス化や電場・Quantum nanomaterial such as two-dimensional crystals and nanotubes
is attracting much attention as a new material platform in recent days.
In addition to the unique physical properties, which are absent in bulk
three-dimensional materials, we can freely control the symmetries ofnanomaterials and realize the emergent functionalities reflecting thecharacteristic symmetries by device fabrication, application of theexternal pressure or electric/magnetic field, electro-chemical gating
method, and making van der Waals interfaces or curved nanostructures.
We are exploring novel transport phenomena, superconducting
properties, and optical properties in these symmetry-engineered
nanomaterials and pioneering the frontier of nanomaterial science.
We are aiming at controlling the various quantum degree of freedoms
or elementary excitations in nanomaterials (charge, spin, lattice,exciton, superconducting vortex etc.) and developing exotic quantum
functionalities such as quantum rectification effect (nonreciprocaltransport, superconducting diode effect, and bulk photovoltaic effect),
Hall effect of uncharged excitations (magnon, phonon, exciton), andquantum phase control (electric-field-induced superconductivity,
topological phase transition, magnetic order control).

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/ideue_group.html

ISSP Digest 202219

凝縮系物性研究部門

長田研究室

Osada Group

Division of Condensed Matter Science

研究テーマ Research Subjects
1

有機ディラック電子系のトポロジカル物性

2２次元物質の電子構造と量子輸送現象

3

層状伝導体の角度依存磁気伝導と層間コヒーレンス

4

Topological properties of organic Dirac fermion systems
Electronic structure and quantum transport in two-dimensional
materials
Angle-dependent magnetotransport and interlayer coherence inlayered conductors

助教 田縁

グラファイトの磁場誘起電子相転移の超薄膜化による量子サイズ効果
Quantum size effect of ultra-thinning on magnetic-field-induced
electronic phase transitions in graphite

俊光

Research Associate
TAEN, Toshihiro

教授 長田

俊人

Professor OSADA, Toshihito

専攻 Course

長田研究室

工学系物理工学
App. Phys., Eng.

本研究室では、原子層（二次元）物質、トポロジカル物質、
人工ナノ構造を対象として、強磁場・低温・高圧環境下の輸

Osada Group

送測定（直流・交流伝導、熱電効果等）の実験的研究を行う
ことにより、新しい電子状態や量子輸送現象、トポロジカル現象を探索・解明・制御することを目指している。主な実験
手段は先端的微細加工・評価装置群を用いた原子層積層構造
やナノ構造の素子形成（電子線リソグラフィー等）、超伝導磁石内の 2 軸全磁場方位依存性の精密計測、40 T 級小型パルス
磁石による強磁場計測などであり、簡単な理論的考察も並行して行う。近年は有機ディラック電子系やτ型有機導体におけるトポロジカル電子状態（量子ホール強磁性、チャーン絶縁相など）やトポロジカル輸送現象（非線形異常ホール効果など）、捩れ積層グラフェンや黒リン超薄膜の量子伝導、グラファイトの磁場誘起電子相転移に対する超薄膜化による量子

Osada group aims to search, elucidate, and control novel electronic
states, quantum transport phenomena, and topological phenomena inatomic layer (two-dimensional) materials, topological materials, andartificial nanostructures, by transport measurements (dc/ac electrictransport, thermoelectric effects, etc.) under high magnetic field, lowtemperature, and high pressure environments. The main experimental
tools include device fabrication of atomic layers, their complex stacks
and nanostructures using advanced microfabrication/evaluationequipment (electron-beam lithography etc.), precision measurementof double-axial angle dependence in superconducting magnets, highmagnetic field measurement with 40T-class miniature pulse magnet.
Simple theoretical studies are also performed in parallel. Recently,
we have focused on topological electronic states (quantum Hall
ferromagnetic state, Chern insulator state, etc.) and transport phenomena(nonlinear anomalous Hall effect, etc.) in organic Dirac fermion systemsand τ-type organic conductors, quantum transport in twisted bilayer
graphene and black phosphorus ultrathin films, and quantum size
effect of ultra-thinning on the magnetic-field-induced electronic phasetransitions in graphite.

サイズ効果に関する研究を行っている。

(a) 電荷秩序ギャップのある有機ディラック電子系のバンドと伝導帯のベリー曲率。電流を流すと占有状態がフェルミ面からずれる。(b) 非線形異常ホール効果。
(c) ベリー曲率双極子の化学ポテンシャル依存性。

(a) スピン軌道相互作用のあるτ型有機導体ナノリボンのバンド構造。ギャップ
内にヘリカルエッジ状態が現れる。(b)τ型有機導体の磁場中エネルギー準位。
軌道効果によるスピン分裂が起こる。

(a) Band structure of organic Dirac fermion system with a charge order gap and Berrycurvature of its conduction band. When the system carries electric current, the occupied
region shifts from the Fermi surface. (b) Nonlinear anomalous Hall effect. (c) Chemical
potential dependence of the Berry curvature dipole.

(a) Band structure of the nanoribbon of the τ-type organic conductor with a finite spinorbit coupling. There appear helical edge states in the gap. (b) Energy levels of the τ-typeorganic conductor under magnetic fields. Spin splitting with orbital origin can been seen.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/osada_group.html

20

ISSP Digest 2022

凝縮系物性研究部門

森研究室

Mori Group

Division of Condensed Matter Science

研究テーマ Research Subjects
1

分子の自由度を生かした新規有機（超）伝導体およびプロトン伝導体の開発と機能性研究

Development and studies of structural and physical properties fornovel organic (super)conductors and proton conductors based uponmolecular degree of freedom2

固体中で電子がプロトン運動と協奏した有機伝導体、金属錯体、誘電体の開発と機能性研究

助教 藤野

Development and studies of structural and physical properties forelectron-proton coupled molecular functional materials

3分子性物質の外場（磁場、電場、温度、圧力）応答の研究

4

有機電界効果トランジスタの研究

Studies of responses by external stimuli (magnetic and electric fields,
temperature, pressure) for molecular materials

智子

Research Associate
FUJINO, Tomoko

教授 森

特任助教 出倉駿

Project Research Associate
DEKURA, Shun

初果

Professor MORI, Hatsumi

Study of organic field effect transistor

専攻 Courses

トランジスタ特性等の開拓を行っている。これら新分子性機能物質の開発は、塗布型有機伝導体や燃料電池の電解質など、
有機エレクトロニクスを支える材料、デバイスの基盤研究となっている。
分子性物質の魅力は、１）設計・制御可能であること、２）電子間クーロン相互作用が大きく、電子の波動性と粒子性が競合すること、３）柔らかいため、特異な外場応答性を発現することなどが挙げられる。
森研究室では、新しいモット型 κ-ET2Cu(NCS)2 および電荷秩序型 β-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6 有機超伝導体（左図）を発見し、物性研究を行った。さらに最近では、水素結合プロトンと伝導電子が動的に連動して、伝導性と磁性の切り替え現象を示す純有機伝導体（右図）を開発した。

Adv. Mat., Frontier Sci.

Materials science has made great progress with the discovery of newmaterials that give us new concepts.
In this laboratory, we are focusing on molecular materials, which arecondensed molecules with internal degrees of freedom, and exploring
their unique functionalities such as electron and proton conductivities,
magnetism, dielectricity, external field response due to their pressure andelectric fields, and field-effect transistor properties. The development ofnovel functional molecular materials has become the basic research formaterials and devices that support organic electronics, such as coatedorganic conductors and electrolytes for fuel cells.
Molecular materials are attractive because 1) they can be designed andcontrolled, 2) the Coulomb interaction between electrons is large, andthe wave and particle properties of electrons compete with each other,and 3) they are soft, so they exhibit unique external field responses.
In Mori's group, we discovered and studied the properties of the
new Mott-type κ-ET2Cu(NCS)2 and charge-ordered β-(meso-DMBEDTTTF) 2PF 6 organic superconductors (left figure). More recently, we
have developed a pure organic conductor (right figure) in whichhydrogen-bonded protons and conduction electrons are dynamicallyconcerted, exhibiting a switching phenomenon between conductivity andmagnetism.

新 規 有 機 超 伝 導 体 : (i) モ ッ ト 型κ-ET2Cu(NCS)2 の 単 結 晶 と (ii) 電 荷 秩 序 型
β-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6 の電気抵抗の圧力依存性。

伝 導 電 子 と 水 素 結 合 プ ロ ト ン が 相 関 す る 純 有 機 伝 導 体κ-ET2Cu(NCS)2X3(Cat-EDT-TTF)2 (X = H, D) において、大きな重水素効果により高温で伝導性および磁性が切り替わる。

Novel organic superconductors: (i)single crystals of Mott-type κ-ET 2Cu(NCS)2 and(ii) electrical resistivities under pressures for charge-ordered-type β-(meso-DMBEDTTTF)2PF6.

Switching behavior of electrical resistivity and magnetism due to large deuteron isotope
effect in proton-electron correlated purely organic conductors κ-X3(Cat-EDT-TTF)2(X = H, D).

Mori Group

磁性、誘電性、その圧力・電場による外場応答性、電界効果

新領域物質系

Chem., Sci.

森研究室

本研究室では、内部自由度をもつ分子が凝縮した分子性物質を対象とし、特異な機能性として電子・プロトン伝導性、理学系化学

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/mori_group.html

ISSP Digest 202221

凝縮系物性研究部門

山下研究室

Yamashita Group

Division of Condensed Matter Science

研究テーマ Research Subjects
1

超低温における強相関電子系の研究

2絶縁体における非荷電励起の熱ホール効果

3

NMR を用いた多極子秩序の研究

Study of strongly correlated-electron systems at ultralow temperatures
Study of thermal Hall effects of charge-neutral excitations in insulators
Multipole orders studied by NMR measurements

助教 武田

晃

Research Associate
TAKEDA, Hikaru

准教授 山下穣

Associate Professor YAMASHITA, Minoru

専攻 Course

山下研究室

新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

温度の下限である絶対零度では全ての物質は凍りついてし
まって、何も面白い現象は無いように思われる。ところが、

Yamashita Group

１ケルビンという低温領域で金属の電気抵抗が突然０になるという超伝導現象が発見されたのを契機に、液体ヘリウムの超流動転移、希薄アルカリ気体のボース凝縮など様々な量子凝縮相が極低温で発見された。室温では熱揺らぎに隠れてしまって見えない、多彩で不思議な物理現象が低温領域に隠れていたわけである。
当研究室ではこのような量子凝縮現象に興味を持ち、低温までの精密測定によってその物性を明らかにする研究を行 っ て い る。 特 に、 電 子 系 研 究 が 全 く 行 わ れ て こ な か った 20 mK 以下の超低温領域における量子臨界現象、超伝導現象の解明に力を入れている。さらに、絶縁体中のフォ

What happens when materials are cooled down close to absolute zerotemperature? It sounds a boring question because everything freezes at T
= 0. It is NOT true, however, because quantum fluctuations persist evenat absolute zero temperature. The richness of low-temperature physics
was first demonstrated by Heike Kamerlingh Onnes at 1911, who was
the first to liquify Helium and reached ~ 1 K. He discovered that theresistance of mercury suddenly vanished at low temperature. Followedby this discovery of the superconducting transition, many amazing
quantum phenomena – superfluid transition of Helium, Bose-Einsteincondensations of Alkali Bose gases – were found at low temperatures.
We are interested in these quantum condensed states at low temperatures
where the thermal fluctuations are negligible. Especially, we are now
challenging measurements of correlated electron systems at ultralow
temperatures (below 20 mK) where many interesting phenomena haveremained unexplored due to technical difficulties. Further, we are
studying thermal Hall effects of charge-neutral excitations (phonons
and spins) in an insulator, as well as detecting multipole orders by NMR
measurements.

ノンやスピンなどの非荷電励起の示す熱ホール効果や NMR
測定を用いた多極子秩序の研究に力を入れて研究を進めている。

物性研の核断熱消磁冷凍機。超低温（1 mK）・高磁場 (10 T) の実験が可能。左下
挿図が実験空間拡大写真。右下挿図が超低温トルク測定用カンチレバー。

Cd カペラサイト石で観測された熱ホール伝導率 κxy の温度依存性。温度依存性はよく似ているが、試料ごとの縦熱伝導率の大きさに対応して κxy の大きさも変わることが分かった。挿入図は実験セットアップの模式図。

The ultralow temperature cryostat at ISSP. Nuclear demagnetization cooling enables
experiments down to 1 mK under a magnetic field up to 10 T. The lower left picture is anenlarged view of the experimental space. The lower right picture shows a cantilever cellfor torque measurements.

The temperature dependence of the thermal Hall conductivity κ xy of Cd kapellasite
samples. Although the temperature dependence of all samples are similar, the magnitudeof κxy is found to depend on the magnitude of the longitudinal thermal conductivity. The
inset shows the setup of the measurements.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/yamashita_group.html

22

ISSP Digest 2022

凝縮系物性研究部門

ハダード研究室

Haddad Group

Division of Condensed Matter Science

外国人客員教授 ハダード
Visiting Professor

magic angle（MA）だけ回転させて積層した捩れ２層グラ
フェン（TBLD）において超伝導が発見されて以来、捩れ積層ている。これらは、電子相関、歪、捩れ角、乱れ、およびトポロジーが協奏する物性研究の格好の舞台を提供する。これ
らの物性については、MA で発現する強相関電子相の性質、
超伝導秩序変数の対称性、h-BN 基板上 TBLG で報告された
Chern 絶縁相の起源など、多くの未解決の問題が残されてい我々は、グラフェンおよび遷移金属ダイカルコゲナイドの捩れ積層２層系の熱電輸送および磁気輸送に対する機械的歪
みの効果を理論的に研究している。特に平坦バンドのトポロ
ジカルな性質が現れると期待される量子極限に注目する。まHaddad Groupる。

Since the discovery of an intrinsic superconductivity in twisted bilayer
graphene (TBLG) rotated at the so-called magic angle (MA), twisted
bilayer two-dimensional (2D) systems continue to be one of the hottest
subjects in Condensed Matter Physics. They are considered as excellent
playground to investigate the interplay between correlations, strain,
twist angle, disorder, and topology. There are still many open questions
regarding the physics of these materials, in particular the nature of thestrongly correlated phases occurring at the MA, the symmetry of thesuperconducting order parameter, the origin of the Chern insulatingphase reported in TBLG aligned to h-BN…
We are theoretically investigating the effect of a mechanical strain on thethermal transport and magnetotransport properties of twisted bilayers ofgraphene and transition metal dichalcogenides. We focus on the quantum
limit where the topological properties of the flat bands are expected toemerge. We also study the impact of the twist angle on the occurrenceof the Chern phases and the role of a magnetic substrate in unveiling theelectronic properties of the flat bands.

ハダード研究室

２次元系は最も注目される凝縮系物理学の主題の１つとなっソニア

HADDAD, Sonia

た Chern 絶縁相の発現に対する捩れ角の効果や、平坦バンド
系の電子物性を解明する上での磁性基板の役割も研究する。

ISSP Digest 202223

物性理論研究部門
Division of Condensed Matter Theory

物性理論研究部門では、物性研究の最先端分野の理論研究に積極的に取り組んでいる。物性物理学では理論研究が重要な役割を果たしており、マクロからミクロまでのさま
ざまな階層における理論研究によって、実験結果から新しい物理現象を見出したり、新しい物理現象の予言を行った
りすることが可能となる。物性研究のブレークスルーには、
新しい発想に基づく研究が、既存の理論を発展させ予測能力を高めるような継続的な研究に加えて必要不可欠である。
本部門は 2 つの研究室、および、量子物質研究グループ・
機能物性研究グループ・附属物質設計評価施設を兼務する 6 つの研究室から構成される。他部門・施設の理論研究室とともに、解析手法に基づく基礎理論からスーパーコン
ピュータを用いる大規模数値計算にいたるまで、多様な理論手法を駆使して物性物理における最先端の研究課題に取り組んでいる。また、研究所内外の実験グループとの連携も積極的に進めている。

部門主任 加藤 岳生
Leader KATO, Takeo

24

ISSP Digest 2022

The Division of Condensed Matter Theory is actively engaged intheoretical research on the cutting-edge topics in condensed matterphysics. Theoretical studies play a crucial role in condensed matterphysics: those studies at various levels extract new discoveries fromexperimental results, and novel theoretical predictions also start aswell as boost experimental works. For achieving a breakthrough inthe condensed matter physics, the research based on novel ideas isessential and indispensable, in addition to continuous research forincreasing the predictive power based on existing theories. Thisdivision now consists of two groups and six other groups of concurrent
members. Together with other theoretical groups, the activity of thisdivision covers various theoretical studies from basic theory based on
analytical methods to large-scale state-of-art numerical computation
using supercomputers, and actively develops the theory for forefront
research subjects in the condensed matter physics. Discussions andcollaborations are also actively pursued with experimental groups
inside and outside ISSP.

物性理論研究部門

加藤研究室

Kato Group

Division
Divisionof Condensedof Condensed
MatterMatter
TheoryScience

研究テーマ Research Subjects
1

メゾスコピック系の量子輸送現象

2

相互作用する電子系の物性

3

スピントロニクス素子の基礎理論

4

非平衡統計力学Transport phenomena in mesoscopic systems
Electronic properties of interacting electron systems
Fundamental theory of spintronics

助教 藤井

達也

Research Associate
FUJII, Tatsuya

Non-equilibrium statistical mechanics

准教授 加藤岳生

Associate Professor KATO, Takeo

専攻 Course

加藤研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

ナノスケール素子の量子輸送特性について、さまざまな手法を使った理論研究を行っている。この研究分野は古くからした研究が活発に行われてきた。最近では、非平衡多体現象・
非平衡ノイズ・強外場駆動現象・スピントロニクスなどの新しい視点で研究が進展しており、本研究室ではこれらの進展に対応して、非平衡統計力学や場の量子論、多体電子論などを用いた幅広い理論研究を行っている。最近の研究例としては、ナノスケール素子の断熱ポンピング、磁性体・金属界面でのスピン輸送、超伝導回路の熱輸送現象における多体効果、
近藤量子ドットの非平衡輸送特性、固体中の高調波発生などが挙げられる。物性研究所内の実験グループとの共同研究もKato Group

メゾスコピック系と呼ばれ、電子の量子力学的な性質に着目

We are conducting theoretical research on quantum transport propertiesof nanoscale devices using various methods. In the research field thatis called mesoscopic systems for long time, there has been active
research focusing on the quantum mechanical properties of electrons.
In recent years, research has been advanced from new viewpoints suchas non-equilibrium many-body effects, non-equilibrium noise, strong
field driving phenomena, and spintronics. In response to these advances,
our laboratory is conducting a wide range of theoretical researchusing non-equilibrium statistical mechanics, quantum field theory,and many-body theory. Recent examples include adiabatic pumpingof nanoscale devices, spin transport at magnetic junctions, many-bodyeffects in thermal transport phenomena in superconducting circuits,
non-equilibrium transport properties of Kondo quantum dots, and highharmonic generation in solids. In addition, we are conducting various
physical phenomena in condensed matter physics. The joint researchwith the experiment groups in Institute for Solid State Physics is also
advanced.

進めている。

スピンポンピングによって生じる強磁性絶縁体から超伝導体へのスピン流の温度変化。挿入図 : 強磁性絶縁体 - 超伝導体接合の模式図。

上図：サブオーミックス熱浴と結合した超伝導量子ビットを実現する超伝導回路｡ 下図 : マイクロ波の散乱ロスをマイクロ波の振動数の関数としてプロットしたもの。αは量子ビットと熱浴の結合定数。

Main panel: Temperature dependence of a spin current induced by spin pumping from aferromagnetic insulator to a superconductor. Inset: A schematic of a ferromagnetic insulator/superconductor junction.

Upper panel: A superconducting circuit for realizing a superconducting qubit system
coupled to the subohmic bath. Lower panel: A numerical result for the microwave reflection loss as a function of the frequency. α is the dimensionless qubit-reservoir coupling.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/kato_group.html

ISSP Digest 2022

25

凝性
物
縮理
系論
物研
性究
研部
究門
部門 Division
Divisionof Condensed
MatterScienceof Condensed
Matter
Theory常次研究室

Tsunetsugu Group

研究テーマ Research Subjects
1d 電子、f 電子化合物など強相関電子系の電子状態と異方的超伝導Electronic states and unconventional superconductivity in strongly
correlated systems with d- or f-electrons

2

フラストレーション系の統計力学

3量子磁性体の新奇量子相の理論

4

Statistical physics of frustrated systems
助教 池田

Theory of novel phases in quantum magnets

達彦

Research Associate
IKEDA, Tatsuhiko

量子系の非平衡ダイナミクス

Nonequibrium dynamics of quantum systems
教授 常次

宏一

Professor TSUNETSUGU, Hirokazu

専攻 Course

常次研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

遷移金属化合物、希土類 ･ アクチノイド化合物などの電子間クーロン相互作用が強い強相関電子系の物性の理論を研究

Tsunetsugu Groupしている。これら強相関電子系においては、低温で新奇な磁性状態や異方的超伝導、密度波などの多種多様な物性が出現する。これらの複雑な物性の統一的な理解を目標とするとともに新しい現象の発見を目指している。
主なテーマは、フラストレーション系や強磁性超伝導体などのスピン・電荷・軌道の複合自由度を持つ系における新しいタイプの量子秩序や量子ゆらぎである。秩序と臨界現象の特徴、電子状態や輸送現象をはじめとするダイナミクスがどのような影響を受けるのかを調べている。また、周期的振動
外場下などの非平衡ダイナミクスにおける、熱浴との結合による緩和過程の研究もおこなっている。

Strongly correlated electron systems, particularly transition metalcompounds and rare-earth or actinide compounds are the main subjectsof our theoretical research. In these systems, strong electron-electroninteractions lead to a variety of interesting phenomena emerging at
low temperatures, such as various types of exotic magnetic orders,
unconventional superconductivity and density waves. We aim toestablish a unified theory for those complex properties and also predict
novel phenomena in those systems.
Targets of our recent study include novel types of quantum order andquantum fluctuations in frustrated spin and strongly correlated electronicsystems with multiple degrees of freedom such as charge, spin, andorbital. In these systems, many soft modes of fluctuations are coupled
to each other, and this affects the nature of quantum phase transitions,as well as electronic states and dynamical properties including transportphenomena. We also study nonequilibrium dynamics, particularly
systems periodically driven by an oscillating external field, andinvestigate relaxation processes due to coupling with a reservoir.

面心立方格子構造をもつ重い電子系の電気四重極秩序相図。J、K は最近接サイ
ト間の等方的、非等方的相互作用。E1 はエネルギーの単位で一重項励起エネル
ギーに対応。

部分秩序 zyox 相における電気四極子の空間配置。立方体単位胞の頂点サイトにおいては四極子モーメントが消失している。

Phase diagram of electric quadrupole orders in heavy-fermion systems with fcc structure.
J and K are isotropic and anisotropic couplings, respectively, between nearest-neighborsites. E1 is the energy unit corresponding to singlet excitation.

Spatial configuration of electric quadrupoles in the partially ordered zyox phase. Quadrupole moments vanish on the corner sites in the cubic unit cell.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/tsunetsugu_group.html

26

ISSP Digest 2022

凝性
物
縮理
系論
物研
性究
研部
究門
部門

楠瀬研究室

Kusunose Group

Division of Condensed Matter Science

客員教授 楠瀬博明

Visiting Professor KUSUNOSE, Hiroaki

近年、特徴的な結晶構造における電子の軌道とスピンのエンタングル状態に由来した様々な交差相関応答、輸送現象、
カイラル物質は格子と電子の複合自由度が本質的な役割を果
たす系であり、電気分極のような極性量とスピンのような軸性量の変換が生じる興味深い特性を示す。本研究室では、結晶構造の特徴を取り入れて、多数の電子自由度からなる系を基底の方法を発展させている。本手法を用いて、カイラル物
質特有のフォノンと電子系の結合を明らかにし、それに基づ
くフォノンとスピンの変換といった交差相関現象の起源を微視的に明らかにすることを目指す。

ISSP Digest 2022

Kusunose Group

系統的に解析するため、群論の表現論を駆使した電子多極子

楠瀬研究室

光学応答や隠れた電子秩序の研究が広く行われている。特に、Entanglement among electronic orbitals and spins in specific crystal
structures has been extensively studied as the origins of various crosscorrelated and transport phenomena, optical responses, and hidden
electronic orderings. In particular, chiral materials are characterized by
combined electronic and lattice degrees of freedom through time-reversal
even pseudoscalar quantity, and they are expected to show parity
conversion between polar and axial physical quantities such as electric
polarization and spin moment. We have developed a methodology of asymmetry-adapted multipole basis set in order to describe systematicallyand intuitively complicated electronic degrees of freedom in specificcrystal structures and associated physical responses. By extending
the methodology to electron-lattice systems, we investigate essential
electron-phonon couplings in chiral materials, especially between chiralphonon and spin degrees of freedom at a microscopic level. Based on
the essential couplings, we elucidate related cross-correlated phenomena
such as a conversion between phonon and spin degrees of freedom.

27

ナノスケール物性研究部門
Division of Nanoscale Science

ナノスケール物性研究部門では、様々な低次元ナノスケー
ルデバイスと物質を対象とした研究を行っている。このナノスケール構造は、電子ビームリソグラフィーや集束イオン
ビーム加工を用いてナノスケール電子デバイスを作製する
方法や、薄膜成長中に自発的に形成される方法や、原子レベルで秩序だった表面へのナノスケール層の堆積など、様々な手法を利用して材料や電子デバイスを作製している。これらの材料は、走査型プローブ顕微鏡を用いた表面の空間
分解物性研究や、様々な低温輸送・磁気輸送技術を用いた特性評価を行っている。最近では、ナノスケールの材料やデバイスの開発と、物性研究所で利用可能な量子計測法を組み合わせることで、新しい微細加工ができる施設を設置した。この施設では、当研究所の微細加工・分析ツールを活用し、低温や高磁場などでの様々な量子計測に適したデバイスの作製を支援している。最近の研究テーマは、二次元電子ガス（2DEG）デバイスにおけるスピン流の研究界面
や、ヘテロ構造におけるスピン変換現象の探索、スピントロ
ニクスデバイスの開発、単結晶表面に形成されたナノ構造
における超伝導やトポロジー状態の走査プローブによる解
明、自己組織化ナノ構造体の薄膜作製法の創成などである。

部門主任 リップマー ミック
Leader LIPPMAA, Mikk

28

ISSP Digest 2022

The Division of Nanoscale Science brings together laboratories
working on a variety of low-dimensional nanoscale devices andmaterials. The nanoscale systems that we study are built either by
fabricating nanoscale electronic devices, typically by electron beamlithography or focused ion beam milling, or formed spontaneously
during thin film growth or by deposition of nanoscale layers on
atomically well-ordered surfaces. We use scanning probe microscopes
for spatially-resolved physical property studies on surfaces anda variety of low-temperature transport and magnetotransporttechniques for materials characterization and property analysis. We
have recently started a new microfabrication facility for combining
nanoscale materials and device studies with quantum measurement
methods available at ISSP. The facility helps researchers to utilize themicrofabrication and analytical tools in our laboratories to prepare
suitable device structures for a variety of quantum measurements
at low temperatures, high magnetic fields, etc. The recent research
topics include studies on spin currents in nanoscale 2DEG devices,
exploration of spin-to-charge current conversion phenomena atinterfaces and heterostructures, development of spintronic devices,scanning-probe studies of superconductivity and topological states innanostructured formed on single crystal surfaces, and developmentof thin film methods for fabricating self-organized nanostructured
materials.

凝ノ
ナ
縮ス
系ケ
物ー
性ル
研物
究性
部研
門究部Division
門 ofDivision
Condensedof Nanoscale
Matter Science
Science

大谷研究室

Otani Group

研究テーマ Research Subjects
1

トポロジカルスピントロニクス

2分子スピントロニクス

3

磁気スピンホール効果の発現機構の解明と機能性の開拓

4

磁気弾性強結合による高効率スピン流生成

Topological spintronics
Molecular spintronics

Elucidation of the mechanism of the magnetic spin Hall effect anddevelopment of functionality

助教 一色

弘成

Research Associate
ISSHIKI, Hironari

Efficient pure spin current generation by magnon-phonon coupling
教授 大谷

義近

Professor OTANI, Yoshichika

専攻 Course

大谷研究室

新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

20 世紀末に登場した「スピン流」の概念は、電流とスピン流を結びつけて効果的に利用する学理を体系化した。そのトン・マグノン等の準粒子が、固体中のスピンを媒介として、相互に変換される「スピン変換科学」として発展した。最近
では、さらにこのスピン変換科学は、準粒子が結合したマグ
ノンポーラロンなどの新奇準粒子状態を生成する強結合スピ
ントロニクスとして新展開している。これらのスピンを媒介とする変換・結合現象は、比較的単純な接合界面近傍のナノスケール領域で生じることが多く、優れた汎用性と応用性を持っている。我々の研究室では基礎量子物性の観点から、ス
ピンを媒介した新奇な準粒子変換や結合の開拓と発現機構のOtani Group

結果、スピントロニクス研究は、電荷・スピン・フォノン・フォ

The concept of “spin current”, which appeared at the end of the 20th
century, established the principle of effectively using electric and spincurrents. Thereby, spintronics research has evolved as a “spin conversion
science” in which quasiparticles such as electric charges, spins, phonons,
photons, and magnons are converted to each other through spins insolids. More recently, this spin conversion science has evolved into
strong coupling spintronics, producing novel coupled quasiparticles, suchas magnetic polarons. Since these spin-mediated conversion/coupling
phenomena often occur in the nanoscale region near the relatively simple
junction interface, they have excellent versatility and applicability.
From the viewpoint of fundamental solid-state physics, our laboratory
is developing novel quasiparticle conversions and coupling mediated by
spins and elucidating their mechanisms. We also research and develop
nanoscale spin conversion/coupling devices based on the quasiparticle
conversion and coupling that we have elucidated using microfabrication
technology.

解明に取り組んでいる。さらに微細加工技術を駆使して、開拓した準粒子変換・結合を利用したスピン変換素子の研究開発を行っている。

Ta / CoFeB / MgO における磁気弾性波の非相反伝搬。（A）ギガヘルツ周波数で表面弾性波（SAW）を FM 層と結合するデバイスの模式図。（B）SAW 波数 + k
および -k におけるスピン波共鳴条件付近の表面弾性波の減衰 P ± k。

Weyl 強磁性体 Co2MnGa の巨大スピンホール効果。(A) 非局所配置法測定素子の SEM 像。(B)Co2MnGa 細線の有無に対応した非局所スピンバルブ信号。(C)Co2MnGa のスピンホール効果と逆スピンホール効果の信号。

Nonreciprocal propagation of magnetoacoustic waves in Ta/CoFeB/MgO. (A) Device
schematics of SAWs coupling to an FM layer at gigahertz frequencies. (B) Attenuation of
acoustic waves, P±k, near a spin-wave resonance condition for SAW numbers +k and −k.

Giant spin Hall effect of a Weyl ferromagnet Co2MnGa. (a) SEM image of a non-local
spin valve structure. (b) The non-local spin valve signals with and w/o Co2MnGa wire. (c)The signals of spin Hall effect and it’s inverse of Co2MnGa.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/otani_group.html

ISSP Digest 2022

29

凝ノ
ナ
縮ス
系ケ
物ー
性ル
研物
究性
部研
門究部Division
門 ofDivision
Condensed
Matter Scienceof Nanoscale
Science

勝本研究室

Katsumoto Group

研究テーマ Research Subjects
1

量子電荷・スピン輸送現象

2

量子構造を用いた多体効果の研究

3

異対称性ハイブリッド構造に生じる物理現象

4

量子ホール効果

Quantum transport in charge and spin freedoms
Study of many-body effects in quantum structures
Physics at interfaces between the phases with different symmetries

助教 遠藤

彰

Research Associate
ENDO, Akira

Quantum Hall effect

教授 勝本

信吾

Professor KATSUMOTO, Shingo

専攻 Course

勝本研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

半導体や金属の超薄膜成長技術、これらを微細加工する技
術を用いて、量子井戸、細線、ドットなどのナノ構造中の量

Katsumoto Group子効果、多体効果、強磁場中２次元電子系に現れる量子ホール効果を調べている。電子スピン、核スピンの織りなすスピ
ン現象、非平衡・非断熱な量子遷移に伴う物理現象の研究を行なっている。
量子輸送現象をスピン自由度に広げる研究として、ナノ構
造とスピン軌道相互作用を組み合わせる試みを行っている。
ナノ構造を使い、空間反転対称性を破り局所的な軌道角運動量を導入することで、新しいタイプのスピン軌道相互作用を発生させることができる。一例が、量子ホール強磁性エッジ

With the epitaxial growth of semiconductor and metallic films
and nanofabrication techniques, we study quantum effects in low
dimensional systems like quantum dots, wires and wells. Our researchalso spans some applications of the physics of electron and nuclear spins
for so-called spintronics.
To expand the concept of quantum transport to spin degree of freedom,
we have tried to create spin currents in quantum structures. The
nanostructures enable us to introduce new types of spin-orbit interaction
by breaking the spatial inversion symmetry and creating a local orbital
angular momentum. An example is the non-adiabatic unitary operation
on electron spins in quantum Hall ferromagnetic edge states. Because
the spin freedom and the edge states (orbital freedom) are maximallyentangled in this system, the spin and the orbital operations can beutilized equivalently. Similar non-adiabatic spin rotation by the normal
current can be applied to control superconductivity in a novel device.

状態の屈曲を用いた非断熱スピン操作である。この系では、エッジ状態 ( 軌道自由度 ) とスピン自由度が量子エンタング
ルしており、軌道操作とスピン操作の利点を実際上、同じ自由度に適用できる。非断熱スピン回転を伴う電流による超伝導制御など、新奇デバイスへの応用も期待される。

スピン偏極量子ホールエッジ状態を使ったビームスプリッタ。左上：電極配置。
左下：このビームスプリッタを使った量子干渉計出力の磁場依存性。右：同出力のゲート電圧および磁場に対するカラープロット。

(a) １次元周期的ポテンシャル変調の有る場合（実線）、無い場合（破線）の２次
元電子系のホール抵抗 Ryx と磁気抵抗 Rxx 。(b) Ryx と Rxx の変調による増分。Ryxにも整合性振動が観測されている。

Beam splitter of spin-polarized quantum Hall edge states. Upper left: Configuration ofgate electrodes. Lower left: Output of an interferometer which utilizes the beam splitter,as a function of magnetic field. Right: Color plot of the interferometer output on the planeof gate voltage and magnetic field.

(a) Hall resistance Ryx (left axis) and magnetoresistance Rxx (right axis) of a two-dimensional electron gas with (solid line) and without (dashed line) the unidirectional periodic
potential modulation. (b) Increment in Ryx and Rxx attributable to the modulation. Commensurability oscillations are clearly observed also in Ryx.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/katsumoto_group.html

30

ISSP Digest 2022

凝ノ
ナ
縮ス
系ケ
物ー
性ル
研物
究性
部研
門究部Division
門 ofDivision
Condensedof Nanoscale
Matter Science
Science

長谷川研究室 Hasegawa Group
研究テーマ Research Subjects
1

低温 STM による特異な超伝導 / トポロジカル物性の探索

2マイクロ波導入スピン偏極 STM によるナノスケール磁気共鳴とスピンダイナミクス

Exploration of peculiar superconducting / topological states using lowtemperature STM

Nanoscale detection of magnetic resonances and spin dynamics by
microwave-assisted spin-polarized STM

3

スピン偏極走査ポテンショメトリによるスピン流の実空間計測

4

データ科学支援による高効率局所電子状態計測

助教 土師

Real-space distribution of spin currents by spin-polarized scanningtunneling potentiometry
Effective collection of local density of states with an assist of data
science将裕

Research Associate
HAZE, Masahiro

教授 長谷川幸雄

Professor HASEGAWA, Yukio

専攻 Course

長谷川研究室工学系物理工学
App. Phys., Eng.

走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）は、その像を通じて表面の原子構造を明らかにするのみならず、トンネル分光測定によりサブナノ領域での電子状態に関する知見を与え、さらには造を引き出すことができる。
長谷川研究室では、極低温強磁場下で動作するＳＴＭ装置を用いて、表面超伝導など反転対称性の破れた二次元系での超伝導特性、磁性体との近接効果により誘起される特異な超伝導・トポロジカル状態の観測を試みている。また、SP-STM
による磁性薄膜でのスピンスパイラルなど特異な局所磁気構
造観察、スピン偏極局所ポテンショメトリによるスピン流計
測、さらにはマイクロ波導入による磁気共鳴検出を通じた局
所スピンダイナミクスの研究等も推進しており、プローブ顕Hasegawa Group

スピン偏極（SP-）STM による局所磁気特性や表面スピン構

Scanning tunneling microscopy (STM) reveals not only atomic
structure of surfaces but also electronic states of sub-nanometer areas bytunneling spectroscopy. With a function of spin-polarized (SP-) STM,
the microscope also provides local magnetic properties and surface spin
structures, and with inelastic tunneling spectroscopy (IETS), various
excitation energies can be extracted.
In Hasegawa-lab., by using STMs operated in ultralow temperature andhigh magnetic field, peculiar local superconducting and topological statesthat are found e.g. at surfaces, where inversion symmetry is broken,
and in the proximity with ferromagnetic and topological materials, havebeen explored. We have also studied local magnetic properties of nanomagnets, peculiar spin-spiral structures, and energy dispersion of surface
magnons using SP-STM and SP-IETS. We have also explored uniquefunctionality of the probe microscopy; recent examples include theinvestigation of local spin dynamics through the detection of magnetic
resonances using microwave-assisted SP-STM, spin current detection
using SP-scanning tunneling potentiometry, and efficient collection of
local density of states based on data-driven science.

微鏡の新たな計測手法を開発することにも取り組んでいる。

超伝導金属界面での近接効果。単原子層 Pb( 水色、金属相 ) と Pb 薄膜 ( 黄色、
超伝導相 ) の界面でのトンネル分光から、超伝導特性が界面から約 40nm にわ
たって染み出している様子が観察される。

重い電子系物質 CeCoIn5 で観測された表面軌道秩序。Co 原子が正方配列した面( 中央、左上図 ) で、探針を近づけて STM 像 ( 右下図 ) を撮ると、ダンベル状のd 軌道の秩序配列状態が観察される。

Proximity effect at superconductor/metal interface. Tunneling spectra taken around aninterface between 1ML-Pb layer on Si (blue, normal metal) and a Pb thin film (yellow,
superconductor) indicate the penetration of superconductivity into the metal layer with adecay length of 40 nm.

Surface-induced orbital ordered states observed on a heavy-fermion material CeCoIn5.
In STM images taken on a Co-terminated surface in standard conditions, round-shaped
Co atoms are observed (center and upper- left images). In STM images taken in closer
distances (lower-right) we observed an ordered phase of dumbbell-shaped d-orbitals.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/hasegawa_group.html

ISSP Digest 2022

31

凝ノ
ナ
縮ス
系ケ
物ー
性ル
研物
究性
部研
門究部Division
門 ofDivision
Condensed
Matter Scienceof Nanoscale
Science

リップマー研究室

Lippmaa Group

研究テーマ Research Subjects
1

パルスレーザー堆積法による酸化物薄膜およびヘテロ構造の作製

Growth of thin oxide films and heterostructures by pulsed laser
deposition2

水分解光電極反応の高効率化に向けた酸化物半導体材料の開発Development of oxide photoelectrode materials for photocatalytic
water splitting

3

酸化物ナノ構造およびナノコンポジット薄膜の合成

4

気水界面における分子配向のその場観察

助教 森

泰蔵

Research Associate
MORI, Taizo

Synthesis of nanostructures and nanocomposite thin films

In situ tracking of molecular motions and orientations at the air-waterinterface

教授 リップマー

ミック

Professor LIPPMAA, Mikk

専攻 Course

リップマー研究室

新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

二次元電子ガス層は様々な酸化薄膜界面に形成される。二次元電子ガスが発現するよく知られた酸化物として、SrTiO3に LaAlO3 や LaTiO3 とを組み合わせたヘテロ構造がある。我々の研究室では、SrTiO3 からなるヘテロ構造内界面に位置する

Lippmaa Group

量子井戸のキャリアトラッピングに結晶欠陥がおよぼす影響について研究している。特に、我々は二次元電子ガス層の抵抗率が、10 K 未満において増加に転じることを発見し、この反転が薄膜の成長条件や厚さに依存することを見出した。この現象は、ヘテロ構造内に多重のキャリア層が存在することに関連している。ヘテロ構造の抵抗率はゲート電圧に依存す
るが、単調に変化せずメモリー効果を示す（右図）。これは、一部のキャリアがトラップされ、ヘテロ構造内から恒久的に除去されることを示している。我々は、このトラップがどこで発生しているかを突き止め、酸化物ヘテロ構造による二次

Two-dimensional electron gas (2DEG) layers can form at various
oxide interfaces. Some of the best known oxide 2DEGs occur inheterostructures that combine SrTiO 3 with LaAlO 3 or LaTiO 3 . In
our recent work, we have studied the effects of crystal defects on theaccumulation of carriers in quantum wells that form at such interfaces.
In particular, we find that the low-temperature resistivity of the 2DEG
layer often shows an upturn below about 10 K (left) and this upturn isdependent on the particular thin film growth conditions and thin film
thicknesses.
This type of behavior is related to the presence of multiple parallel layersof carriers in the heterostructure.
As shown on the right, the resistivity of the heterostructures can bechanged by applying an electric field with a gate electrode. However, theresistivity behavior is not monotonic and shows a memory effect, whichindicates that some of the carriers are trapped and permanently removed
from the heterostructure. In our work we attempt to determine where
the trapping occurs and find methods of eliminating the effect of carrier
traps on the low-temperature transport characteristics of the oxide 2DEG
heterostructures.

元電子ガスの低温輸送特性において、キャリアトラップの影
響を除去する方法を探求している。

キャップ層の厚さにより SrTiO3/LaTiO3/SrTiO3 ヘテロ構造の抵抗率の温度依存性が変化する。

キャリア密度がそれぞれ異な二つの SrTiO3/LaTiO3/SrTiO3 ヘテロ構造において
SrTiO3 層にキャリアがトラッピングされることでメモリー効果が発現する。

Variation of the low-temperature resistivity of SrTiO3/LaTiO3/SrTiO3 heterostructureswith different cap layer thicknesses.

Memory effect caused by carrier trapping in SrTiO3 in two SrTiO3/LaTiO3/SrTiO3 heterostructures with different total carrier densities.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/lippmaa_group.html

32

ISSP Digest 2022

凝ノ
縮ス
系ケ
物ー
性ル
研物
究性
部研
門究部Division
ナ
門 ofDivision
Condensed
Matter Scienceof Nanoscale
Science

バツィル研究室

Batzill Group

外国人客員教授 バツィル

マティアス

Visiting Professor

2 次元（2D）材料は、面内に共有結合を持ち、面直方向には化学結合を持たない。分子線エピタキシーでこのような超効果によってのみ特性が制御される 2D 材料のヘテロ構造が構築可能である。また、2 次元材料の端などの格子不整合部
位では、トリビアルあるいはトポロジカルなエッジ状態を示すことがある。さらに、点欠陥や不純物ドーパントを用いて、2D 材料に新たな機能を導入することもできる。

ナイド（TMD）に注目する。これらのヘテロ構造の作製に成功すれば、ナノスケールでの近接効果を実現する構成要素となりうる。走査トンネル顕微鏡／分光は、層間相互作用・異Batzill Group

我々の研究では、超伝導から半導体、種々の磁気状態まで幅広い特性を持つ 2 次元材料として、遷移金属ダイカルコゲ

Two-dimensional (2D) materials exhibit covalent bonding within
a molecular plane and have no unsaturated chemical bonds normal
to that plane. The ability to grow these extended ultrathin sheets bymolecular beam epitaxy (MBE), in principle, allows an assembly ofheterostructures of dissimilar 2D materials whose properties are alteredonly through weak interlayer interactions or proximity effects. In
addition, lattice discontinuities, for example, at edges of 2D materials
may exhibit trivial or topological edge states. Point defects or impurity
dopants may also be used to introduce new functionalities into 2D
materials.
In our studies we focus on transition metal dichalcogenides (TMDs) as abroad family of 2D materials that span a large range of properties fromsuper- to semi-conducting and various magnetic states. These materials
can be thought of as a set of building blocks that if successfully preparedin heterostructures enables the study of nanoscale proximity effects.
Scanning tunneling microscopy/spectroscopy are preferred tools toinvestigate local modifications in TMDs due to interlayer interactions,proximity with dissimilar materials, or local lattice modifications.

バツィル研究室

薄膜を成長させることができれば、弱い層間相互作用や近接

マーカス

BATZILL, Matthias Marcus

種材料との近接効果・局所的な格子変化による状態変化を調べるのに適した手法であり、その活用が期待される。

ISSP Digest 202233

社会連携研究部門
Social Cooperation Research Department

本学の制度である社会連携研究部門は、公益性の高い共通の課題について、東京大学と共同研究を実施しようとする民間機関等から受け入れる経費等を活用して設置される。本研究部門では、教育研究内容における物性研究所の自主性の確保に十分配慮しながら、教育研究の進展や人材育成の活性化により、学術の推進及び社会の発展に寄与することを目的としている。
物性研究所では、2019 年 4 月に最初の社会連携研究部門「データ統合型材料物性研究部門」が開設された。
Social Cooperation Research Department (SCRD) is a joint research framework between the University of Tokyo and its corporate or other external
partners in order to collaborate in research projects that contribute to the public interest. Although SCRD is funded by external partners, its researchand education activities aiming for academic advancement and social development are conducted in such a way that secures the University’s
autonomy and independence. ISSP established its first SCRD unit, the Division of Data-Integrated Materials Science, in April 2019.

データ統合型材料物性研究部門
Division of Data-Integrated Materials Science

昨今、機械学習が社会的にも大きな注目を集めている。
機械学習の物質科学研究への応用の可能性 も盛んに研究されており、多くの有望な結果が報告されている。背景には、
この考え方が、基礎科学の産業応用を加速させるうえでのカギとなるという期待感がある。当部門では、実験と数値計算をデータ科学的手法によって統合し、電子相関の理解に基づいて、革新的な機能を持つ材料の物性予測・探索手法を開発することを目的としている。実験結果と数値計算
結果の単純な比較や実験の理論計算による解釈にとどまらず、両者を同時に用いることによって、実験 ･ 数値計算それぞれ単独ではなしえない成果を挙げることを目指している。これによって、永久磁石、軟磁石、スピントロニクス材料、
超伝導材料などの探索を進めている。

34

ISSP Digest 2022

Recently, machine learning has attracted a lot of social attention.
The possibility of applying machine learning techniques to materialscience research is also actively studied, and many promisingand interesting results have been reported. The expectation is that
this idea, which is called materials informatics, will be the key toaccelerating the industrial application of basic science. The divisionaims at developing new methods for prediction of physical properties
of innovative materials, based on the understanding of electron
correlation, by integrating experiments and numerical calculations
through data-scientific approaches. While conventionally we havebeen comparing experimental results with numerical ones, interpretingthe former by the latter, the new goal is to achieve something thatcannot be done by experiment or numerical calculation alone, by using
both of them simultaneously. In this way, we are efficiently searchingfor a wide variety of new functional materials, such as permanent
magnets, soft magnets, spintronic materials, and superconductors.

デ
究部門
凝ー
縮タ
系統
物合
性型
研材
究料
部物
門性研Divisionof Condensed
MatterDivisionof Science
Data-Integrated Materials Science

福島研究室

Fukushima Group

研究テーマ Research Subjects
1

自動ハイスループット材料計算による磁気物性データベースの構築
Construction of magnetic materials database by automatic highthroughput calculations2

データ駆動型マテリアルデザインによる新機能物質探索

3

計算機マテリアルデザイン

4

不規則系ナノ構造物質の電子状態と磁気特性

Exploration of new functional materials by data-driven materials design
Computational materials design
Electronic structure and magnetism in substitutional and structural
disordered nano-materials
特任准教授 福島鉄也

Project Associate Professor FUKUSHIMA, Tetsuyaを行っている。
マテリアルデザインは物質構造が与えられ物性機能を解明する一般的なシミュレーションの逆問題である。無限ともいえる広範囲の物質空間での系統的な材料探索はほぼ不可能であり、この状況を打破するには大量の物性データの迅速な解析と効果的な利用により、有用な情報や知識を取り出すデー
タ駆動型マテリアルデザインによる物質開発が必要不可欠である。本研究室では KKR グリーン関数法に基づいた第一原理
電子状態計算プログラムパッケージの開発、またデータ駆動型マテリアルデザインを積極的に利用することで「機能」→

We construct large-scale magnetic materials databases by an originalhigh-throughput calculation tool, and develop data-driven materials
design (materials informatics) which is a fusion of data scienceand material science to explore new functional materials realizing
next-generation electronics to replace the present Si-CMOS technology.
Materials design is an inverse problem of general simulation and isactually very difficult task. Due to the developments of computer
performances and numerical algorithms, nowadays one can not only
analyze physical properties in real systems but also design hypotheticalsystems with novel functionalities, based on quantum mechanicalelectronic structure calculations. However, it is almost impossible toperform systematic exploration in an infinitely wide range of material
space. In order to overcome such problem, we need to performmaterials exploration by materials informatics which can extract usefulknowledges quickly from large-scale material database. Our main
purpose is to efficiently solve the inverse problem from “functionality”
to “material” by the data-driven material design method.

Fukushima Group

の構築と次世代エレクトロニクスに資する新機能材料の探索

福島研究室

独自の自動ハイスループット材料計算手法とデータ駆動型
マテリアルデザイン環境を開発し、大規模物性データベース「材料」へと至る逆問題を効率よく解き、磁性材料やスピント
ロニクス材料のデザインを推進している。

計算機マテリアルデザインエンジン（CMD®）。CMD® は｢量子シミュレーション｣、｢物理機構の演繹｣、｢仮想物質の推論｣ から成る。

AkaiKKR コードを利用した 4 元磁性高エントロピー合金のハイスループット自動計算。

Computational materials design engine (CMD®), which consists of “quantum simulation”, “deduction of physical mechanism”, and “guess of hypothetical materials”.

Automatic high throughput screening of quaternary magnetic high entropy alloys by
AkaiKKR code.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/fukushima_group.html

ISSP Digest 202235

機能物性研究グループ
Functional Materials Group

物性から機能を捉え、応用に資するためには、基底・平衡状態の物性を基盤として、励起・非平衡状態、さらには反応や生体系に至る動的な対象を理解する必要がある。近年、励起状態や非平衡状態の時間分解測定、ナノスケールの分析・分光測定、動作・反応中のオペランド観測などの実験法が飛躍的に進歩した。一方、計算・データ科学による理論解析や、フロッケエンジニアリングなど量子非平衡現象のシミュレーション法が著しく進展している。そこで、物性研究所の既存のグループが連携し、新たな研究分野を開拓するため、機能物性研究グループが形成された。これ
により電子・スピン・格子及びそれらの動的過程だけでなく、
原子・イオンの移動や化学反応、高次複雑分子系などマル
チスケールな複合構造をもつ物質系を扱う。重点的な研究
課題に関連した物性研究所の研究者数名がコアメンバーとなり、さらに数名の所員が従来の部門に属しつつ併任として参加する。

グループ主任 井上 圭一
Leader INOUE, Keiichi

36

ISSP Digest 2022

The Functional Materials Group (FMG) is one of two new transdivisional and interdisciplinary research groups and deals with excitedstates and dynamics in systems with hierarchical and inhomogeneous
structures, including chemical reactions and dynamical processes
in biological systems. Recently, time-resolved spectroscopy of
excited states and non-equilibrium states, nano-scale observationand measurement as well as operando spectroscopy/measurement
have greatly advanced. Theoretical analysis based on first principles
calculation and data science, computational simulation methods for
non-equilibrium quantum phenomena such as Floquet engineering
have achieved a remarkable development. There are already pioneering
works done at ISSP along such directions as mentioned above. To getstarted, several current faculty and staff members of ISSP have been
assigned to the core members. The core members are expected toprovide seeds of collaboration and organize a research team involving
other divisions and facilities as well as researchers outside ISSP. It isparticularly important to collaborate with research facilities of ISSP
so that their advanced and unique resources can enhance the scientificquality. By taking advantage of being a joint-use/research center, we
can always invite external researchers to collaborate on new subjects.
The FMG should work as an open platform for such collaborations.

凝能
機
縮物
系性
物研
性究
研グ
究ル
部ー
門プ Division
Functionalof Condensed
MaterialsMatter
GroupScience

秋山研究室 Akiyama Group
研究テーマ Research Subjects
1

利得スイッチング半導体レーザーおよび太陽電池のデバイス物理

2

高品質半導体量子細線および井戸における低次元電子正孔
キャリアの多体相関と非平衡性

Device physics of gain-switched semiconductor lasers and solar cells

Many-body interactions and non-equilibrium properties of lowdimensional electron-hole systems in clean semiconductor quantum
wires and wells

3

助教 小林

半導体量子構造およびデバイスの作製、高品質化、構造評価、顕微分光計測、画像計測

真隆

Research Associate
KOBAYASHI, Masataka

Material physics and development of high-quality semiconductor nanostructures via microscopy

4

ホタル生物発光と発光計測標準

Firefly bioluminescence and luminescence measurement standards

教授 秋山

英文

Professor AKIYAMA, Hidefumi

専攻 Course

秋山研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

半導体量子ナノ構造の光物性、半導体レーザーや太陽電池のデバイス物理、ホタル生物発光などを、レーザー分光・顕研究している。
半導体レーザーに対して、極端に強い励起を短時間だけ加え、極端非平衡状態を生み出し、フェムト秒短パルス発生限界を追及する研究、人工衛星用の多接合太陽電池の損失機構を調べ変換効率限界を物理的に理解する研究、高品質な半導体量子構造の量子力学的な光学物性、低次元性、電子正孔系
多体問題、半導体レーザー物理、結晶成長、物質科学の研究などを広い興味から行っている。
光学実験技術として、微弱発光を高感度検出する技術、絶対量を定量計測する技術、ナノ構造の透過吸収を計測する技
術、顕微分光や画像計測の技術を開発している。それらの技術を応用し、ホタル生物発光や生物科学課題を、生物学・化学・Akiyama Group

微分光・光学計測技術や半導体結晶成長・微細加工を用いてAdvanced laser spectroscopy on the basis of lasers and microscopy
is developed and applied to semiconductor quantum wires and othernano-structures, in order to understand and control their opticalproperties quantum mechanically.
Pico- and femto-second pulse generation directly from gain-switchedsemiconductor lasers is studied intensively to understand the pulse
dynamics and the shortest-pulse limit. High-quality III-V-semiconductor
tandem solar cells and their internal loss rates and mechanisms arealso studied. We make the world thinnest and cleanest quantum-wiresemiconductor lasers that have superior laser performances such as
low threshold currents. Experimental findings and problems provide
us fruitful physics subjects related to 1D physics, many-body physics,
lasers, solar cells, crystal growth, material science, and semiconductor
device physics and engineering.
We are developing experimental techniques such as sensitive
luminescence detection, absolute luminescence-yield measurements,
transmission/absorption measurements of single nano-structures, microspectroscopy, imaging, and solid-immersion microscopy. Some of thesetechniques have been applied to study of bioluminescence of fireflies,
jelly fish, and sea fireflies as well as luminol chemiluminescence.

理論の専門家や民間会社と共同で研究している。

100 周期 T 型量子細線レーザー (a,b) とホタルルシフェラーゼ (c) の構造

利得スイッチ半導体レーザーからのフェムト秒パルス発生

Nano-structures of a 100 T-shaped quantum-wire laser (a,b) and firefly luciferase protein (c).

Direct fs pulse generation from a gain-switched semiconductor laser.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/akiyama_group.html

ISSP Digest 2022

37

凝能
機
縮物
系性
物研
性究
研グ
究ル
部ー
門プ Divisionof Condensed
Functional
MaterialsMatter
GroupScience

井上研究室

Inoue Group

研究テーマ Research Subjects
1

光受容型膜タンパク質ロドプシンの分子機能メカニズムの機能解析および分光研究
Functional and spectroscopic studies on the mechanism of molecularfunction of photoreceptive membrane proteins, rhodopsins2

先端的分光計測法の生体分子研究への応用

3

ゲノムビッグデータをもとにした新奇光受容型タンパク質探索

4

Application of advanced spectroscopy for biomolecular study
助教 永田

Exploration of novel photoreceptive proteins through use of genome
big data

機械学習法を用いた生体分子の機能決定因子の同定とそれにもとづく新規機能性分子開発

Machine-learning study on the determining factor for the function of
biological molecules and its application for the development of novel
functional molecules

井上研究室

多くの生物は太陽光を、自身の生理活動のためのエネル
ギー源や、外界の環境変化を知覚するための情報源として利Inoue Group用する。そしてこのときに中心的な役割を果たすのが、様々な光受容タンパク質である。
本研究室では、それら多様な光受容タンパク質の機能発現メカニズムを統一的に明らかにすることを目的とし、レーザー
時間分解分光実験や振動分光実験などを通じて、高次複雑系である光受容タンパク質分子の化学反応素過程を調べる研究を行っている。さらに電気生理学実験や、生化学的手法と組み合わせることで、原子・分子レベルから細胞・個体レベルにおよぶ多階層的な理解を目指している。またこれらの知見をもとに、光遺伝学などの応用を目標とした機能性生体分子の開発にも取り組む一方で、近年のゲノム解析の発展に伴う崇

Research Associate
NAGATA, Takashi

准教授 井上圭一

Associate Professor INOUE, Keiichi

専攻 Courses
理学系化学

新領域物質系

Chem., Sci.

Adv. Mat., Frontier Sci.

Most living organisms use sun light as energy source for their biologicalactivity and information source to recognize environmental change. In
this photobiological events, a wide variety of photo-receptive proteinsplay the central role.
Our research aims unified understanding of the mechanism of
biomolecular functions of various photoreceptive membrane proteins
called “rhodopsins”. The chemical elementary process of these supracomplex photoreceptive proteins is studied by time-resolved laser
spectroscopy and vibrational spectroscopy, and we are promoting further
research by combining biochemical and electrophysiological techniques
to achieve multi-layer understanding from atomic and molecular tocellar and individual levels. Furthermore, whereas we are developing
novel artificial biomolecules for the application to optogenetics andso on, based on the fundamental insights, exploration studies of new
photobiological phenomena and related molecular groups, and adevelopment of machine learning technology are being conducted with
big data accompanying the development of genome analysis in recent
years.

ビッグデータをもとに、新奇な光生物学的現象とそれに関わる分子群の探索研究や機械学習法の開発を行っている。

多様な機能を持つ微生物型ロドプシン（上）とその精製タンパク質試料（下）。
Microbial rhodopsins with a variety of functions (upper) and the purified-protein samples(lower).

ナノ秒パルスレーザーによる微生物型ロドプシンの過渡吸収測定（上）およびロドプシン分子内におけるレチナールの光異性化過程（左下）。ホ乳類細胞に発現させたチャネルロドプシンの光電流（右下）。
Transient absorption measurement of microbial rhodopsin by a nano-second pulsed laser(top) and photo-isomerization process of retinal in rhodopsin (bottom left). Photo currentsof ChR expressed in mammalian cells (bottom right).

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/inoue_group.html

38

ISSP Digest 2022

凝能
機
縮物
系性
物研
性究
研グ
究ル
部ー
門プ Division
Functionalof Condensed
MaterialsMatter
GroupScience

岡研究室

Oka Group

研究テーマ Research Subjects
1

非平衡量子多体系

2

場の量子論

3

生体現象、情報物理への場の理論の応用

Nonequilibrium Quantum Many-body System
Quantum Field Theory
Application of field theory to biology and information physics

助教 沼澤

宙朗

Research Associate
NUMASAWA, Tokiro

教授 岡特任助教 奥村駿

Project Research Associate
OKUMURA, Shun

隆史

Professor OKA, Takashi

専攻 Course

岡研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

量子物質の非平衡状態に潜む未知の自然法則を発見するとともに、その理解をもとに物質相を自在に制御し機能発現さリングに代表される新しい理論体系が近年注目を集めており、
非平衡現象を平衡系に近い深さで理解することが可能になりつつある。さらに乱流、ニューラルネットワークといった古典物理や、生命現象、日常的に非平衡現象が利用されてきた半導体物理などの分野で蓄積されてきた知見を参考にしつつ、場の理論や数値計算などの基礎的な手法を利用することで相関電子系、トポロジカル物質、スピン系などの重要な量子物
質の非平衡現象の研究をおこなっていくとともに、物質の新
しい非線形応答効果を探索する。

量子物質のフロッケ ･ エンジニアリングの広がり。バンドトポロジー、スピン秩序、相関電子系などの相制御や新原理に基づくデバイスの提案につながっている。

フロッケ状態を利用したヘテロダイン・デバイス。(a) 入力シグナルに対して周波数混合の施された出力を与える。(b) 振動磁場を用いたヘテロダインホール効果の実現例。

Floquet engineering in quantum materials. T. Oka, S. Kitamura, Annu. Rev. Condens.
Matter Phys. 10, 387-408 (2019).

Heterodyne device utilizing Floquet states. (a) Frequency mixed output is realized. (b) A
realization of the heterodyne Hall effect using 2D Dirac semimetals.

Oka Groupせる方法を理論的に研究する。中でもフロッケ ･ エンジニア

Our main research subject is quantum materials driven far away fromequilibrium by external fields such as laser light. The aim is to seek
for new laws of physics that govern such exotic states and to find away to control their collective dynamics. We employ new theoreticalframeworks such as Floquet engineering which enables us to understandnonequilibrium physics with the depth comparable to equilibrium
systems. We can also obtain important insights from other existing
research fields such as turbulence, neural network, and non-linear
semiconductor optics, and apply them to new exotic quantum materials.
The target materials range from topological systems to strongly
correlated systems. New non-linear response phenomena such as theheterodyne Hall effect, i.e. quantum Hall effect induced by oscillating
magnetic fields, will be studied as well. We are also interested inproblems outside of the traditional condensed matter physics, suchas chemical reaction networks in biological systems and information
theory.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/oka_group.html

ISSP Digest 2022

39

凝能
機
縮物
系性
物研
性究
研グ
究ル
部ー
門プ Divisionof Condensed
Functional
MaterialsMatter
GroupScience

杉野研究室

Sugino Group

研究テーマ Research Subjects
1

固液界面の第一原理シミュレーションと電池・燃料電池の科
学
First-principles simulation of solid-liquid interfaces and science ofbatteries and fuel cells

2

機械学習や補助場などの新規手法を用いた高精度密度汎関数
理論の構築

Development of novel density functional theory based on machinelearning and auxiliary field3

物質中の水素原子・プロトン・ヒドリドの量子動力学

4電子格子相互作用の高精度計算による新規物質相の予測

助教 春山

潤

Research Associate
HARUYAMA, Jun

Quantum dynamics of hydrogen, proton, and hydride ion in materials
Accurate calculation of the electron-phonon coupling and prediction ofnovel phase of materials

教授 杉野

修

Professor SUGINO, Osamu

専攻 Course

杉野研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

物質が示す多様な性質や現象を、電子と原子核が従う基本方程式を数値的に解く ( シミュレーションする ) ことによりSugino Group

解き明かす研究を行っている。この研究分野は第一原理計算と呼ばれ、物理学のみならず化学や生物学、材料科学など様々な分野にまたがって発展している。本研究室では、シミュレー
ション手法の基礎となる多体理論（主に密度汎関数理論）を開拓する研究と、固体や液体を含む様々な物質の物性をスー
パーコンピュータを用いて明らかにする研究を並行して行っている。計算対象は、エネルギー変換などに関連する電池や燃料電池、物質中での水素原子と電子がカップルした量子動
力学、ホタルの発光物質、新規物質の構造や物性の予測などであり、最近機械学習を援用した研究を行っている。物性研

This group studies properties and phenomena of various materials
by numerically solving the basic equations, such as Schrödinger
equation, that electrons and nuclei follow. This research field is calledfirst-principles calculation and has been widely developed in physic,
chemistry, biology, and materials science. Owing to the development ofsupercomputers and the simulation packages, material simulations arerecently done with increasing reality. This group has been contributing
to this field by (1) the development of computational many-body theory,
mainly based on the density functional theory, and (2) the large-scalematerial simulations done on ISSP- and Fugaku supercomputer. The
topic includes the energy conversion process occurring in batteries
and fuel cells, the quantum dynamics of hydrogen coupled withelectron, the bioluminescence process of firefly, solid oxygen, bandgap
renormalization, cuprates and so on. Owing to tight collaboration withexperimentalists and availability of machine learning methods, thisgroup has put special focus on the prediction of new material properties.

究所内の実験グループとの共同研究も進めている。

白金上の水素原子の分布の第一原理計算。水素原子は、被覆率が 1 に近い場合には古典粒子的に局在して分布するが、低密度では図のように量子粒子的に Fcc
サイトと Hcp サイト上にまたがって分布する。

機械学習法を用いた密度汎関数理論の構築。少数分子系の密度とエネルギーを機械学習することにより高精度密度汎関数理論が作成することが可能になった。

First-principles calculation of hydrogen atom on a platinum surface. Hydrogen atoms
distribute like a classical particle when the coverage is close to one, while they are delocalized over the Fcc and Hcp sites under the lower coverage conditions because of thequantum effect as shown in the figure.

Completing the density functional theory with the machine-learning technique. Only bymachine learning the density and energy of a few molecules, it is made possible to construct the exchange-correlation potential of high accuracy.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/sugino_group.html

40

ISSP Digest 2022

凝能
機
縮物
系性
物研
性究
研グ
究ル
部ー
門プ Division
Functionalof Condensed
MaterialsMatter
GroupScience

𠮷信研究室 

Yoshinobu Group

研究テーマ Research Subjects
1モデル触媒による小分子の活性化と表面反応の研究

2

表面や界面における水素が関わる物性と反応

3

低次元物質の電子状態と反応性の研究

4

THz パルスによる固体表面における原子・分子ダイナミクスの研究

Activation and surface reaction of small molecules on model catalysts
Properties and reactions of hydrogen at surfaces and interfaces
Electronic states and reactivity of low-dimensional materials

助教 田中

駿介

Research Associate
TANAKA, Shunsuke

Dynamical processes of atoms and molecules on solid surfaces using
THz pulse

教授 𠮷信

淳

Professor YOSHINOBU, Jun

専攻 Courses

換の場としても重要である。原子スケールで物質移動を制御
し、機能をもつ材料やデバイスを創製するためには，表面・界面における素過程を理解することが不可欠である。表面における原子・分子のダイナミクス研究は、触媒やデバイスだ
けでなく、さらに地球環境や宇宙における化学反応についても手がかりを与えてくれる。当研究室では、表面・界面における原子・分子のダイナミクス、モデル触媒および低次元材
料の構造・物性・反応を、振動分光、光電子分光、走査型トンネル顕微鏡や独立駆動４探針電気伝導測定法を駆使して研Adv. Mat., Frontier Sci.

Solid surfaces play an important role as “low dimensional reaction
field”, on which we can provide atoms and molecules and manipulatethem deliberately. In addition, surface and interface are vital in theenergy conversion processes. In order to fabricate atomically-controlled
functional materials, we have to understand the dynamical behaviorof atoms and molecules on surfaces. The research of these subjects is
closely related to the basics of catalysis, semiconductor processes andmolecular electronics. In addition, we can simulate chemical reactions
on cosmic dust and clouds in atmosphere with laboratory experiments
in ultrahigh vacuum at low temperature. We have utilized surface
vibrational spectroscopy, photoelectron spectroscopy and local probe
methods in order to investigate structures, reactions and electronic
properties of atoms/molecules and thin films on surfaces. Synchrotron
radiation (KEK-PF, SPring-8 etc.) is also used to study the electronic
states of surface and interface, including operando X-ray photoelectron
spectroscopy. Recently, we have engaged in the study of THz-pulse
driven surface processes.

Yoshinobu Groupる。表面・界面は物質移動の場だけではなく、エネルギー変

新領域物質系

Chem., Sci.

𠮷信研究室

外部から原子・分子を自在に供給し、新しい物質を構築す
る「反応場」であることが、固体表面の最も重要な特徴であ理学系化学究している。また、シンクロトロン放射光を用いたオペラン
ド光電子分光を推進している。最近、THz パルスによる表面プロセス駆動のプロジェクトにも取り組んでいる。

単原子合金モデル触媒 Pd/Cu(111) における水素の解離とスピルオーバープロセス

THz パルス駆動表面反応装置（松永研究室との共同研究）

Dissociation and spillover processes of hydrogen on the single atom alloy Pd/Cu(111)model catalyst surface

The apparatus for THz-pulse induced surface reactions (collaborated with
Matsunaga Lab.)https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/yoshinobu_group.html

ISSP Digest 202241

量子物質研究グループ
Quantum Materials Group

物性物理はこれまで新しい物質、新しい現象、新しい概念の発見によって、大きく発展してきた。物性研究所で活発に研究されてきた強相関電子系は、その顕著な例である。
一方、研究のブレークスルーは、多くの場合分野の融合によって実現する。本研究グループは、このような考えのもと、
量子物質研究のさらなる飛躍を目指して、理論と実験の緊密な連携を核とし従来の研究部門の垣根を超えた共同・連携研究を推進するために新設された。当グループは 2 つのコアグループと 7 つの連携グループからなり、互いに強く
連携・協働しながら、強相関電子系の新しい量子相や新しい機能性物質の開発を目指した研究を進めている。例えば、バルクや薄膜の試料を作製し、その精密物性測定を駆使してスピントロニクス機能の開拓に取り組んでいる。これらの実験研究は、理論手法の開発を通じて新しいトポロジカ
ルな量子相の開拓を行う理論チームと協力し活発に進めている。

グループ主任 押川 正毅
Leader OSHIKAWA, Masaki

42

ISSP Digest 2022

Condensed matter physics has progressed, relying on discoveries of
new materials, new phenomena, and new concepts. A good example
can be found in the history of research on strongly correlated electron
systems, one of the major traditional strengths of ISSP. On the other
hand, breakthroughs have often been made at an intersection ofvarious research fields. Aiming at another leap forward, the Quantum
Materials Group has been created to promote interdisciplinary studies
based on the collaboration between the experimental and theoreticalgroups beyond the conventional research disciplines. The quantum
materials group currently consists of two core groups and seven joint
groups. All the groups vigorously conduct collaborative research todiscover novel quantum phases and functional materials in correlated
electron/spin systems. The activities include new material synthesis
in bulk and thin-film forms and their characterization through stateof-the-art measurement systems. Device fabrication is also carried out
for spintronics applications. These experiments are conducted throughlively discussion and tight collaboration with theory groups, which
search for new topological phases by using an advanced theoretical
approach and numerical methods.

凝子
量
縮物
系質
物研
性究
研グ
究ル
部ー
門プ Divisionof Condensed
Matter Science
Quantum
Materials Group

押川研究室

Oshikawa Group

研究テーマ Research Subjects
1

場の理論の量子異常と量子相の分類

2非線形電気伝導の統一的理論

3

ネットワーク上の電子状態と輸送現象

4

量子細線の接合における伝導と共形場理論

Anomaly in quantum field theory and classification of quantum phases
Unified theory of nonlinear electrical conduction
Electronic states and transport phenomena on networks
Conduction at a junction of quantum wires and conformal field theory

教授 押川

正毅

Professor OSHIKAWA, Masaki

専攻 Course

押川研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

量子多体系の理論を中心として研究を行っている。量子多体系と古典統計力学系および場の理論の密接な関係を踏まの成果の例として、場の理論における量子異常を応用してギャップレスな臨界相の間に新たな分類が生じることを示
し、量子相の分類に新たな展開をもたらした。また、理論的な新概念を踏まえて、実験結果の統一的な理解や、新たな実験に対する予言にも取り組んでいる。例えば、電荷密度波物
質 1T-TaS2 の電子状態を記述する量子細線のネットワーク模型を構築し、平坦バンドの出現を示した。この新たな機構による平坦バンドは、既知の構成と異なり対称性によって保護され安定である。我々のネットワーク模型は、超伝導や非フェOshikawa Groupえ、広範な系で成立する普遍的な概念を探求している。最近

Our main focus is quantum many-body theory. Based on the close
correspondence among quantum many-body systems, classical statisticalsystems, and field theory, we pursue universal concepts in physics. As
an example of our recent achievements, based on anomaly in quantum
field theory, we introduced a new classification of gapless quantum
critical phases in the presence of symmetries. This opened up a new
direction in classification of quantum phases. Taking advantage ofnovel theoretical concepts, we also aim to give a unified picture on
experimental data and to make testable predictions for experiments.
For example, recently we introduced a “network model” of quantum
wires in order to describe electronic states in the charge-density-wave
material 1T-TaS2 and demonstrated a realization of flat bands. Unlike
most of the other constructions of flat bands, the flatness is protected bysymmetries and is robust. The network model will be a new platform
to realize many interesting phenomena including superconductivity andnon-Fermi liquids. Much of our research is carried out in international
collaborations.

ルミ液体など、様々な興味深い物性を発現するための新たなプラットホームとなることが期待できる。これらの研究の多
くは、国際共同研究として推進している。

格子上の量子多体系に課す「傾いた」周期境界条件。この境界条件を活用して磁束挿入の議論を用いることで、量子異常と Lieb-Schultz-Mattis 定理について
新たな知見が得られる。

ネットワーク上の電子状態。対称性に守られた干渉効果により、平坦バンドの安定な出現が保証される。

“Tilted” boundary condition imposed on a quantum many-body system on a lattice.
Invoking this boundary condition, we can obtain a new insight into quantum anomaly andLieb-Schultz-Mattis theorem.

Electronic states on a network. An interference effect protected by symmetries guarantees
the robust appearance of flat bands.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/oshikawa_group.html

ISSP Digest 2022

43

凝子
量
縮物
系質
物研
性究
研グ
究ル
部ー
門プ Divisionof Condensed
Matter Science
Quantum
Materials Group

中辻研究室

Nakatsuji Group

研究テーマ Research Subjects
1

トポロジカル磁性体の室温量子伝導

2強相関電子系における異常金属相と新しい超伝導体の開拓

3

トポロジカル量子状態の制御によるスピントロニクスとエネ
ルギーハーベスティング応用

Room-temperature topological transport in magnetic materials
Strange metal behavior and unconventional superconductivity instrongly correlated materials

Manipulation of topological states for spintronics and energy
harvesting applications

特任教授 中辻知

Project Professor NAKATSUJI, Satoru

専攻 Course

中辻研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

現在、磁性や超伝導、スピントロニクスといった分野が、トポロジーという概念によって再び整理・統合され、多くの

Nakatsuji Group

新しい物理現象の発見に繋がっている。これらの物性物理の変革には、素粒子論、宇宙論、量子情報などで発展してきた概念が大きく関わっており、既存の分野の枠組みを超えた新
しい視点での研究が重要になっている。私達の研究室では、そのような新しい概念を具現化する量子物質を自ら作り出し、世界最高精度の物性測定技術によってその背後にある物理法則の解明を目指して研究を行っている。それだけでなく、量子物質の驚くべき機能性をスピントロニクスやエネルギー

The condensed matter physics is considered one of the most versatile
subfields of physics, embracing big ideas from particle physics,
cosmology, and quantum information. Recently, the concept of topology
has brought up a new era in condensed matter research that integrates
a diverse spectrum of fields and topics, bridging basic science withtechnological innovations. Thus, it is critical to push beyond the
traditional disciplines to establish new conceptual framework and totarget at the significant problems. Our research activities focus on
designing and synthesizing new materials with emergent quantum
properties that have never been seen before, then exploring thephysics and functionalities of such properties with our world-leading
measurement facilities. Our goal is to lead the innovative quest for new
quantum materials that bear a far-reaching impact not only on basic
science but also on our everyday life in the future.

ハーベスティングに利用するための研究も行っており、産業界からも注目を集めている。

a. Mn3Sn と Pt、Cu、W との積層膜における、ホール電圧の書き込み電流 Iwrite
依存性。b. 多値記憶の実証実験。c. Mn3Sn でのスピン軌道トルク磁化反転。
[Nature 580, 608 (2020)]

Fe3X (X = Ga, Al) における a. 結晶構造。b. 異常ネルンスト効果の温度依存性。
c. ノーダルウェブ構造。[Nature 581, 53 (2020)]

a. Hall voltage vs. write current Iwrite for the Mn3Sn/ Pt, Cu, W bilayer devices. b. Illustration of the multi-valued memory device. The multi-valued Hall voltage is achieved by. c. Spin-orbit torque switching realchanging the lower limit of the write current,
ized in Mn3Sn. [Nature 580, 608 (2020)]

Crystal structure of Fe3X (X = Ga, Al). b. Temperature dependence of the anomalous
Nernst effect. c. The nodal web in momentum space. [Nature 581, 53 (2020)]

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/nakatsuji_group.html

44

ISSP Digest 2022

凝子
量
縮物
系質
物研
性究
研グ
究ル
部ー
門プ Divisionof Condensed
Matter Science
Quantum
Materials Group

三輪研究室

Miwa Group

研究テーマ Research Subjects
1

量子物質スピントロニクス

2

キラル分子スピントロニクス

3

フェムト秒パルスレーザーや放射光 X 線等のオペランド分光

4

スピンによる脳型コンピューティング

Spintronics using a quantum material
Spintronics using a chiral molecule
Operando spectroscopy using pulse laser and synchrotron radiation

助教 坂本

祥哉

Research Associate
SAKAMOTO, Shoya

Brain-inspired computing using spintronics

准教授 三輪真嗣

Associate Professor MIWA, Shinji

専攻 Course

三輪研究室

新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

高品質かつ特徴的なナノ構造を用いた物性実験研究を行っている。具体的には半導体工学の超高真空薄膜成長技術を金膜デバイスを用いて研究を行う。ナノの世界で「スピン」の性質が顕著に現れることに着目し、様々な量子スピントロニ
クス現象を発現するデバイスを創成している。作製した新物
質・材料デバイスが示す新たな物性 ( 物の性質 ) を見つけ、機能化し、応用に供すること研究目的である。
最近の具体的な研究テーマは、ワイル磁性体をはじめとした量子物質のスピントロニクス応用やキラル分子を用いたス
ピントロニクスの研究等である。特に電流電圧を印加しながMiwa Group属・絶縁体・有機分子に適用し、異種材料界面を有する多層We study the experimental condensed matter and material physics
using high-quality and unique nanostructures. We employ the ultrahighvacuum technique, which has been used for semiconductor engineering,for the multilayer fabrication with metals, insulators, and organic
molecules. We focus on spin and orbital properties, which can bepronounced in nano-structure, and fabricate quantum spintronics devices.
Our research purpose is to characterize the novel physical properties ofsuch devices and use them for application.
Recently, we study a spintronics device using a quantum material suchas Weyl and line-node magnets. We also study a spintronics device
using a chiral molecule. We reveal the microscopic origin of the various
spintronics phenomena using operando spectroscopy with a femtosecond
pulse laser system and synchrotron radiation. Using the obtained
knowledge, we design and fabricate spintronics devices showing large
effects at room temperature.

らフェムト秒パルスレーザー分光や X 線吸収分光を行う「オペランド分光」を用いて様々なスピントロニクス現象の機構解明を行っている。そして分光研究で得た知見を用いて、実際に室温巨大効果を示すデバイスの創成を目指している。

(a) 特徴的なナノ構造の例。(b) オペランド放射光 X 線分光の例。高品質薄膜デバイス研究と X 線分光研究の融合により、次世代不揮発性メモリの駆動技術として重要な電気磁気効果の物理機構を解明した。

(a) ワイル反強磁性体 Mn3Sn のスピン及び結晶構造。(b) 拡張磁気八極子の特性を利用することにより、フェムト秒パルスレーザーを用いて反強磁性金属の実
時間スピン振動の観測に初めて成功した。

a) An example of a unique nano-structure. (b) An example of operando synchrotron X-ray
spectroscopy. The origin of the voltage-controlled magnetic anisotropy, which is important for future non-volatile random access memory, has been revealed.

(a) Spin and crystal structures of Weyl antiferromagnet Mn3Sn. (b) Using a property of
the cluster magnetic octupole, we have succeeded in observing the time-resolved spin
oscillation of a metallic antiferromagnet by employing a pulse laser system.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/miwa_group.html

ISSP Digest 2022

45

凝子
量
縮物
系質
物研
性究
研グ
究ル
部ー
門プ Divisionof Condensed
Matter Science
Quantum
Materials Group

多田研究室

Tada Group

客員准教授 多田
Visiting Associate Professor

量子多体系を対称性の観点から理論的に研究している。中でも特に、非自明な対称性の性質や対称性から生じる非自明
多田研究室な状態に興味を持っている。例えば、非常に小さい磁場中では、並進対称性が素朴に期待される以上に非自明となる。この対称性から、磁場がないときの量子多体系の低エネルギー
スペクトルの振る舞いを理解することができる。また、空間的対称性が非自明な量子状態を導くこともあり、gapless 性とTada Group

トポロジカル非自明な gapped 性が共存するような状態を理論的に実現させることができる。このような状態が実験的にどのように観測されるのかも興味深い問題であり、その解明を目指している。対称性それ自体は物理学の基本概念であり、多くの事柄が知られている。しかし、まだまだ未知の性質が隠れており、物性研究所の方々との協力の下、それらを通して新しい量子物性を開拓していきたいと考えている。

46

ISSP Digest 2022

靖啓

TADA, Yasuhiro

We theoretically study quantum many-body systems from the view
point of symmetry. Especially, we are interested in nature of non-trivial
symmetries and quantum states arising from symmetries. For example,
translation symmetry becomes more non-trivial than naively expectedunder a tiny magnetic field. Based on this symmetry, one can understandbehaviors of the low energy spectrum of a quantum many-body system
in absence of a magnetic field. Besides, spatial symmetries could leadto non-trivial quantum states, and for example, one can theoreticallydescribe a quantum state where both gapless nature and topologically
gapped nature coexist. An experimental observation of such a state isalso interesting, and we investigate possible outcomes from non-trivial
quantum states. Symmetry itself is a fundamental concept and there are
already established works on this issue. However, there are still muchto be explored, and we wish to have fruitful collaborations with various
people in ISSP to uncover novel physics through such hidden properties.

ISSP Digest 202247

附属物質設計評価施設
Materials Design and Characterization Laboratory (MDCL)

物質設計評価施設では、物質の設計（Design）、物質の合成（Synthesis）、合成された物質を総合的に調べる評価（Characterization）の３種類の研究を「DSC サイクル」として有機的に連携させることにより、新しい物性・機能を持つ物質の開発を目指している。本施設は物質設計部（以下、設計部）と物質合成・評価部（以下、合成評価部）からな
り、設計部には大型計算機室が、合成評価部には物質合成室、化学分析室、Ｘ線測定室、電子顕微鏡室、 磁気測定室、光学測定室、高圧合成室の 7 実験室がある。設計部では、物性専用スーパーコンピュータを駆使して原子間の相互作用によって生み出される様々な協力現象を解明しつつ新物質の設計を行い、合成評価部では物質の合成、単結晶生成およびその組成の分析や結晶構造評価を行うとともに、新しく開拓された物質群の電気的・磁気的・光学的性質の総合評価を行っている。本施設の全国共同利用は、物質設計評
価施設運営委員会により運用されている。

施設長 川島 直輝
Leader KAWASHIMA, Naoki

48

ISSP Digest 2022

The aim of MDCL is to promote materials science through the cycleof three research phases, Design, Synthesis and Characterization,
which we call the “DSC cycle”. The MDCL consists of two divisions;
Materials Design Division (MDD) and Materials Synthesis andCharacterization Division (MSCD). Supercomputer Center (SCC) of
ISSP belongs to MDD, while MSCD has seven sections for joint-use;
Materials Synthesis Section, Chemical Analysis Section, X-Ray
Diffraction Section, Electron Microscope Section, Electromagnetic
Measurements Section, Spectroscopy Section, and High-Pressure
Synthesis Section. In MDD, we explore novel mechanisms behindvarious cooperative phenomena in condensed matter by making
use of its supercomputer system, and develop theoretical designs of
new materials as well as materials with new nanoscale structures. In
MSCD, we synthesize various types of new materials, develop single
crystals, and characterize the structural, electromagnetic and optic
properties of the materials by employing various methods. Almost all
the facilities of the MDCL are open to domestic scientists through theUser Programs conducted by the Steering Committees of the MDCL.

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

上床研究室

Uwatoko Group

研究テーマ Research Subjects
1

超高圧下における新奇物性現象の探索

2

圧力誘起量子相転移現象の研究

3

超高圧力発生装置の開発と多重環境下精密物性測定方法の確立

Search for novel physical phenomena under high-pressure
Study of the pressure-induced quantum phase transition

Development of high-pressure apparatus and establishment of physicalproperty measurement techniques under the multi extreme conditions

教授 上床

美也

Professor UWATOKO, Yoshiya

専攻 Course

上床研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

近年、未解決な物性現象の解明や数奇物性現象の発見に欠かせない物理パラメータの 1 つとなっている各種高圧下物性
おいて多くの成果をもたらしている。当研究室では、超高圧力技術を駆使した、各種の物性測定に適応した高圧力発生装置の開発を行い、可能な限りよい静水圧環境における多重環
境下での物性研究を進めている。強相関電子系物質では、格子振動、電子荷数、スピン、軌道などの基本的自由度と各種相互作用の競合により、結果として種々の興味深い物性が実現している。超高圧力を用いた各種相互作用の制御は、どのような新奇物性を露わにしてくれるだろうか？その出現機構
はどうなっているのだろうか？現在、熱物性測定、結晶および磁気構造の圧力効果の研究を主とし、上記の研究テーマを進めている。また、共同利用も活発に行っている。

Uwatoko Group

測定は、強相関電子系物質をはじめとする固体物性の研究に

The high-pressure group has been studying various materials underhigh-pressure conditions in combination with low temperature and/or
high magnetic field. Combination of such multiple extreme conditions
are becoming popular and indispensable for research in solid statephysics. However, the developments of techniques that can realize in-situ
measurements under multiple extreme conditions are often challenging
and require sophisticated considerations. This group has persistently
devoted numerous efforts in developing such advanced high-pressuretechniques and in turn have become successful studying the strongly
correlated electronic systems, which is one of the most important themesin modern condensed matter physics research. Since many mysterious
phenomena in strongly correlated electronic systems results from adelicate interplay of multiple energy scales involving electron-phonon,
electron-electron interactions as well as orbital degrees of freedom,
we foresee the discovery of many unknown exotic phenomena undermulti-extreme conditions. Besides, high pressure offers an effective
knob in tuning the inter-atomic distances and the density of electronic
states at the Fermi level, which are crucial for controlling the complex
interactions present in correlated materials in a much cleaner way.

反強磁性化合物 EuCu2Ge2( 正方晶 :I4/mmm) の圧力状態図。Pc = 6.5 GPa 付近で TN は急速に消失し、Eu の価電子転移による量子臨界点 (QCP) が発生している。挿入図は、電気抵抗率ρmag =ρmag0 + BTn のべき乗指数 nに対する圧力効果。臨界圧力で、指数 n は n = 1 に近づく。
The pressure-temperature phase diagram of the antiferromagnetic compound EuCu2Ge2. At critical pressure, Pc = 6.5 GPa,
TN disappears abruptly due to the valence transition of Eu ions suggesting a QCP. Inset of figure shows the pressure dependence of exponent, n, of the ρmag = ρmag0 + BTn. Near the critical pressure, the exponent n moves toward n = 1.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/uwatoko_group.html

ISSP Digest 2022

49

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

岡本研究室

Okamoto Group

研究テーマ Research Subjects1

特異な量子現象・革新的な電子機能を示す結晶性固体の新物
質探索

Exploration of new materials that exhibit novel quantum phenomena
and innovative electronic functions

2

新奇 d 電子系物質の開拓

3

際立った電子物性を示す物質開拓手法の確立

Exploration of novel d-electron systems
Development of methods to find novel materials that exhibit
outstanding electronic properties

教授 岡本

佳比古

Professor OKAMOTO, Yoshihiko

専攻 Course

岡本研究室

新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

新物質の発見は、物質の性質を理解する学問：物性物理学の進化に大きく貢献する可能性をもつ。我々の研究グループ

Okamoto Groupでは、新奇な量子現象や革新的な電子機能を示す結晶性固体の新物質の発見を目指す。遷移金属を含む無機化合物を中心に、あらゆる元素を含む物質を対象として、超伝導、磁性、エネルギー変換、電子自由度、体積機能、幾何学的フラストレー
ション、トポロジー、スピン軌道結合といった様々なキーワー
ドを見据えながら、様々な合成手法を組み合わせた物質開拓を行うことによりこの目標を達成する。例えば、非常に高い対称性を有しながら複雑な結晶構造をもつ新物質や、究極のThe discovery of a new material has a potential to trigger the evolutionof condensed matter physics. We aim at discovering new materials
of crystalline solids that exhibit novel quantum phenomena andinnovative electronic functions. The main target is inorganic compounds
containing transition metal elements. We will explore novel materials
by using various synthetic methods with various keywords, such as
superconductivity, magnetism, energy conversion, electronic degrees
of freedom, volumetric functions, geometrical frustration, topologicalproperties, and spin-orbit coupling in mind. For example, by exploringnovel materials with a very high symmetry but a complex crystal
structure or those with an ultimate low-dimensional crystal structure,
we will find unconventional superconductors, high-performance energy
conversion materials, and unique magnetic materials that have an
unprecedented spin arrangement.

低次元結晶といえる新物質を創ることで、変わった性質を示す新超伝導体、高効率なエネルギー変換材料、これまでにない電子スピンの配列をもつような新奇磁性体を開拓する。

立方晶物質 CsW2O6 における正三角形の “ 分子 ” 形成．

低温で高い熱電変換性能を示す新材料候補：一次元ファンデルワールス結晶
Ta4SiTe4．

Regular-triangular “molecule” formation in a cubic material CsW2O6.

A thermoelectric material for low temperature applications: one-dimensional van der
Waals crystal Ta4SiTe4.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/okamoto_group.html

50

ISSP Digest 2022

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

尾崎研究室

Ozaki Group

研究テーマ Research Subjects
1

第一原理電子状態計算における効率的計算手法・アルゴリズ
ムの開発

Development of efficient methods and algorithms for first-principles
electronic structure calculations

2

OpenMX の開発と公開

3

X 線分光スペクトル計算手法の開発

4

Development of the OpenMX software package
助教 河村

Development of first-principles methods for X-ray spectroscopies

光晶

Research Associate
KAWAMURA, Mitsuaki

二次元物質の第一原理電子状態計算

First-principles calculations of two-dimensional novel structures
教授 尾崎

泰助

Professor OZAKI, Taisuke

専攻 Course

尾崎研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

超並列計算機の発展と物質科学の精密化に伴い、第一原理
電子状態計算の重要性が増している。我々は密度汎関数理論
しい計算手法・ソフトウエアパッケージ OpenMX の開発に取り組んでいる。密度汎関数理論の計算量は系に含まれる原子数の三乗に比例するが、電子の近視性に着目し、計算量が原子数に比例する新しいオーダー N 法を開発した。本手法により、これまで取り扱いが困難であったリチウムイオン電池や鉄鋼材料の大規模シミュレーションが可能となり、実験との直接比較が可能となりつつある。さらに最近、X 線光電子分光法で観測される内殻電子の絶対束縛エネルギーの高精度計
算手法を開発し、実験グループと共同してシリセン、ボロフェン、単原子分散した Pt 原子、Ge の二重三角格子等の表面構
造と電子状態の特定に成功している。また結晶構造の探索手

Ozaki Groupに基づき、より現実に近い系をより精密に取り扱うための新In accordance with development of recent massively parallel computers,
first-principles calculations based on density functional theories (DFT)
have been playing a versatile role to understand and design propertiesof a wide variety of materials. We have been developing efficientand accurate methods and software packages to extend applicabilityof DFT to more realistic systems as discussed in industry. Although
the computational cost of the conventional DFT method scales
as the third power of number of atoms, we have developed O(N)methods, whose computational cost scales only linearly, based onnearsightedness of electron. The O(N) method enables us to simulate
Li ion battery, structural materials, and graphene nanoribbon based
devices which cannot be easily treated by the conventional method,
and to directly compare simulations with experiments. In addition tothis, we have recently developed a general method to calculate absolutebinding energies of core levels in solids, resulting in determination of
two-dimensional structures such as silicene, borophene, single atom
dispersion of Pt atoms, and bitriangular structure of Ge in collaboration
with experimental groups. Our continuous methodological developments
have been all implemented in OpenMX (Open source package forMaterial eXplorer).

法やフラットバンド格子の設計原理の開発も進めている。

オーダー N クリロフ部分空間法。(1) 各原子に対してクラスターを構成。(2) ク
ラスターで定義される部分空間からクリロフ部分空間へ射影。(3) クリロフ部分
空間内で固有値問題を解き、元の空間へ逆変換する。

(a) 及び (b) 第一原理計算により求められた ZrB2 上 Ge 層の二重三角格子構造。(c)
角度分解光電子分光の結果と、(d) バンド構造の計算結果が良く一致することか
ら、構造モデルの妥当性が認められる。

Underlying idea of the O(N) Krylov subspace method. (1) Construction of truncatedcluster for each atom. (2) Projection of the truncated subspace into a Krylov subspace. (3)Solution of the eigenvalue problem in the Krylov subspace, and back-transformation tothe original space.

(a), (b) Bitriangular structure of Ge determined by DFT calculations. (c) Angle-resolved
photoemission spectrum (ARPES) of the bitriangular structure. (d) Unfolded band structure of the bitriangular structure which well reproduces the ARPES measurement.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/ozaki_group.html

ISSP Digest 2022

51

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

川島研究室

Kawashima Group

研究テーマ Research Subjects1

新しい量子相と量子相転移の探索

2

多体問題の数値解法の研究

3

臨界現象の一般論

4

ランダム系と計算量

Search for novel quantum phases and quantum transitions
Numerical methods for many-body physics
General theory of critical phenomena

助教 森田

悟史

Research Associate
MORITA, Satoshi

Disordered systems and computational complexity

教授 川島

直輝

Professor KAWASHIMA, Naoki

専攻 Course

川島研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

最近、人工知能／機械学習／量子計算などの流行で社会的にも計算機に注目が集まっているが、我々の研究グループで

Kawashima Groupは計算物理、計算統計力学の方法に含まれる数理的コアを明らかにし、新しい手法を開発することを基本に研究を進めている。その応用として、統計力学の未解決問題の解明や相互作用が物性を支配するいわゆる強相関量子系における実験研
究との比較計算などを行っている。ここで用いられる量子モ
ンテカルロ法やテンソルネットワーク法はボルツマンマシン
やデータ圧縮を通じてデータ科学とも接点を持っている。最近の研究の一例としては、テンソルネットワーク表現による
実空間繰り込み変換が与えられたときに、そこからスケーリ
ング次元を系統的に評価するための一般的な処方箋を提案しRecently, new trends in computation, such as artificial intelligence,machine learning and quantum computation are attracting social
attention. Our research group tries to clarify the mathematical core of
the methods of computational physics and computational statisticalmechanics. We are conducting research based on the development of
new methods. As its application, we are elucidating unsolved problems
in statistical mechanics and performing comparative calculations
with experimental studies in strongly correlated quantum systems, inwhich interactions dominate physical properties. The quantum Monte
Carlo and tensor network methods used here are closely related todata science through Boltzmann machines and data compression. For
an example of recent works of our group, we developed a generalprescription for obtaining the scaling dimensions systematically fromthe real-space renormalization transformation based on tensor network
representation. This is a systematically improvable method and requires
only a polynomial computational time, providing a missing piece in theconventional statistical mechanics.

た。系統的に高精度化可能でかつ多項式時間で実行可能な手法であり、統計力学の一般論に欠けていた要素を補う成果である。

繰り込み変換（演算子）の概念図。
Schematic illustration of a renormalization operator.

繰り込み変換回数の関数としての２次元イジングモデルのスケーリング次元の評価値。点線は期待される厳密値。広いスケールで精密な評価が得られている。
Scaling dimensions of 2D Ising model vs the number of renormalization steps. Dashedlines indicate the expected exact values. Scaling dimensions are estimated precisely in a
broad scale range.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/kawashima_group.html

52

ISSP Digest 2022

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

野口研究室

Noguchi Group

研究テーマ Research Subjects
1

生体膜の非平衡ダイナミクス

2細胞、脂質ベシクルの形態形成

3

複雑流体のダイナミクス

4

流れによる気泡形成

Non-equilibrium dynamics of biomembrane
Shape transformation of cells and lipid vesicles
Dynamics of complex fluids
Cavitation

准教授 野口博司

Associate Professor NOGUCHI, Hiroshi

専攻 Course

野口研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

ソフトマター、生物物理を理論、計算機を駆使して研究している。特に、生体膜や細胞の構造形成、複雑流体のダイナン手法の開発、改良も行っている。
例えば、赤血球や脂質膜からなる小胞のさまざまな環境下での形態変化を調べている。これまで、流れによる赤血球のパラシュート状やスリッパ状への変形や、曲率誘導タンパク
質の吸着、化学反応による生体膜の形態変化などを明らかにしている。特に非平衡下でのダイナミクスを研究している。
また、高分子溶液や気泡形成を伴う流れなど通常のナビエ
ストークス方程式に従わない流体のダイナミクスをスパコンを用いた大規模シミュレーションを駆使して研究している。

曲率誘導タンパク質の反応拡散波に伴うベシクルの形態の時間変化。くびれ形
成を周期的に繰り返す。赤色の領域は曲率誘導タンパク質の濃度が高い。

周期的に並んだ円筒後方のカルマン渦は上図のように隣り同士で逆位相に同期する。温度 T を下げると、キャビテーションが起こり、気体の層が形成されている。
左図は密度、右図は渦度を示す。

Sequential snapshots of a shape-oscillation vesicle. Budding repeatedly occurs, accompanied by the traveling wave of bound proteins. Color indicates the concentration of thecurvature-inducing protein.

Cavitation in Karman vortex behind cylinder arrays.

Noguchi Group

ミクスの解明に力を入れている。そのためのシミュレーショ

We study soft-matter physics and biophysics using theory andsimulations. Our main targets are the structure formation of biomembrane
and the dynamics of complex fluids under various conditions. We
develop coarse-grained membrane models, hydrodynamics simulation
methods, and the calculation method of material properties.
We found the shape transitions and dynamic modes of red blood cells andlipid vesicles in shear and capillary flows using mesoscale hydrodynamic
simulations: discocyte-to-parachute transition, tank-treading, andswinging, etc. We also clarified the shape transformation of membrane
induced by curvature-inducing proteins using coarse-grained membrane
simulations: membrane tubulation by banana-shaped proteins (BAR
superfamily proteins, etc.), budding by laterally isotropic proteins, andthe coupling of membrane deformation, chemical reaction, and protein
diffusion in membrane (traveling wave and Turing pattern). Membranes
exhibit characteristic patterns and fluctuations out of equilibrium.
Moreover, we investigated fluid dynamics of polymer solution andcavitation in the Karman vortex and sound-wave propagation using
massively parallel simulations.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/noguchi_group.html

ISSP Digest 2022

53

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

廣井研究室

Hiroi Group

研究テーマ Research Subjects1

新しい量子物質の探索

2

スピン軌道結合金属の研究

3

混合アニオン化合物における物質開発と新奇物性開拓

Search for new quantum materials
Physics of the spin-orbit-coupled metal
Chemistry and physics of mixed-anion compounds

助教 平井

大悟郎

Research Associate
HIRAI, Daigorou

教授 廣井

善二

Professor HIROI, Zenji

専攻 Course

廣井研究室

新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

高温超伝導の発見とその後の研究の流れは、新物質の発見が如何に物性物理学に大きなインパクトを与えるかを如実に

Hiroi Group示した。その波紋は超伝導研究のみならず、強相関電子系一般における局在 - 非局在の概念の確立、磁性と伝導性の興味
深い相関、スピン軌道相互作用を起源とする様々な現象、特殊なバンド構造に起因する非対角応答などの研究へと大きな広がりを見せている。新物質探索を通して未知の物理現象を見出し、物性物理学の新しい方向を切り開くことは今後ます
ます重要になると考えられる。
本研究室では、様々な遷移金属化合物の構造と物性の間にみられる相関に着目しながら、新物質探索を行い、強相関電子系の物質科学の面白さを研究している。特に最近では、重い 5d 電子系や複数の陰イオンを含む混合アニオン化合物を

The discovery of high-temperature superconductivity and the subsequent
flow of research clearly show how the discovery of new materials has agreat impact on condensed matter physics. The ripples are not limited tosuperconductivity research, but expanded greatly to the establishmentof the concept of itinerant-localization in strongly correlated electron
systems and interesting correlations between magnetism andconductivity. Moreover, various phenomena originating from spin-orbit
interaction and off-diagonal responses due to specific band structures
have been focused. It will be more important in the future to discoverunknown physical phenomena through the search for new materials andto open up new directions in condensed matter physics.
In our laboratory, we are searching for new materials while paying
attention to the correlation between the structure and physical propertiesof various transition metal compounds, and are enjoying the fantastic
materials science. In particular, recently, we have been focusing on
heavy 5d electron systems and mixed anion compounds containing
multiple anions.

中心に研究を展開している。

5d 金属パイロクロア酸化物 Cd2Os2O7 は 230 K で時間反転対称性を破り、四面体クラスター磁気八極子秩序を形成して絶縁体となる。Cd2Re2O7 は 200 K 以下
で空間反転対称性を失って遍歴クラスター電気トロイダル四極子秩序を示す。

多色性を示す混合アニオン化合物 Ca3ReO5Cl2。
Mixed-anion compound Ca3ReO5Cl2 showing pleochroism.

Two 5d pyrochlore oxides. Cd2Os2O7 exhibits a metal-insulator transition at 230 K to atetrahedral-cluster magnetic octupole order with losing time reversal symmetry, while anitinerant electric toroidal quadrupole orders are realized below 200 K in Cd2Re2O7 withspontaneous spatial inversion symmetry breaking. Cd2Re2O7 is a spin–orbit-coupled
metal candidate.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/hiroi_group.html

54

ISSP Digest 2022

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

吉見チーム

Yoshimi Team

特任研究員（PI) 吉見
Project Researcher (PI)

大規模計算機室では、物性研究所が管理・運用しているスーパーコンピュータをより簡便に活用できるよう、2015 年度始している。本チームでは、本プロジェクトに採択されたプ
ログラムの開発・高度化を実施し、オープンソースソフトウェ
アとして公開するとともに、講習会支援などの普及活動を行っている。また、高度化されたソフトウェアを活用し、有機伝
築とその解析、量子ドット系でのスピン緩和現象の解析などを行っている。最近では、高度化ソフトウェアを活用した研Yoshimi Team

導体を中心とした第一原理計算と組み合わせた有効模型の構

From the 2015 fiscal year, the supercomputer center has started the
project for advancement of software usability in materials science toenhance the usability of the supercomputer system of ISSP. We develop
and enhance the usability of programs adopted in this project, release
them as open source software, and support dissemination activities
such as supporting hands-on lectures. In addition to these activities,
by using the developed software packages, we theoretically study
research subjects such as derivation and analysis of low-energy effective
Hamiltonians of organic conductors and analysis of spin relaxation
phenomena in quantum dot systems. We also focus on the information
processing and have been trying to apply this technique to materials
science such as analyzing data obtained by the quantum Monte Carlo
method by the sparse modeling method and searching new materials
using machine learning methods.

吉見チーム

よりソフトウェア開発・高度化プロジェクト (PASUMS) を開一慶

YOSHIMI, Kazuyoshi

究に加え、近年著しい発展を見せる情報処理技術に着目し、スパースモデリングを活用した量子モンテカルロ法で得られたデータの解析や、機械学習を用いた新物質探索に向けた応用研究などにも取り組んでいる。

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/yoshimi_team.html

ISSP Digest 202255

物質設計評価施設

物質設計部 （Materials Design Division）

大型計算機室Materials Design and Characterization Laboratory

Supercomputer Center

担当所員

川島

直輝

Chairperson
KAWASHIMA, Naoki

担当所員

尾崎
杉野

泰助

野口

Contact Person
NOGUCHI, Hiroshi

技術専門職員

矢田

裕行

福田

毅哉

本山

裕一

Technical Specialist
YATA, Hiroyuki

修

技術専門職員Technical Specialist
FUKUDA, TakakiContact Person
SUGINO, Osamu

担当所員

一慶

Project Researcher (PI)YOSHIMI, Kazuyoshi

Contact Person
OZAKI, Taisuke

担当所員

特任研究員(PI) 吉見博司

技術専門職員助教 福田Technical Specialist
MOTOYAMA,Yuichi

学術専門職員荒木

将大

Research Associate
FUKUDA, Masahiro

繁行

助教 井戸

康太

Research Associate
IDO, Kota

Project Academic Specialist
ARAKI, Shigeyuki

大型計算機室大型計算機室では計算物性物理学専用のスーパーコン
ピュータシステムを、スーパーコンピュータ共同利用委員会の審議に基づき全国の物性研究者の共同利用に供している。
現有システムは、2020 年 10 月に運用開始した主システム（システム B (ohtaka))、および 2022 年 7 月に運用開始した

Supercomputer Center

副システム（システム C (kugui)）からなる複合システムである。システムのベンダーとの密な連絡によって高度なシステ
ム性能を維持するとともに、全国ユーザからの相談にきめ細かく応じながら、システムの管理運用を行っている。スーパーコンピュータの利用申請については、ホームページ (https://The Supercomputer Center (SCC) operates a supercomputer system
available to all researchers of condensed matter physics in Japan. One
can submit a proposal for a User Program to the Supercomputer Steering
Committee, and once granted he/she can use the facility with no charge.
The supercomputer system consists of two systems: The main system(System B (ohtaka)), which started operation in Oct. 2020, and thesub-system (System C (kugui)), which started operation in July 2022. In
addition to maintaining high performance of the hardware in cooperation
with the venders, the SCC also responds to questions and inquiries
from users on a daily basis. In 2015, aiming at more efficient usage ofthe supercomputer systems, we started a new program PASMUS fordeveloping a few applications annually based on proposals from the ISSP
supercomputer users.

mdcl.issp.u-tokyo.ac.jp/scc/) を 参 照 さ れ た い。 ま た、2015
年度から上記スーパーコンピュータシステムのより高度な利用を促進するためソフトウェア開発・高度化支援プログラム（PASUMS）を実施し，ユーザからの提案に基づき毎年２、３件のソフトウェア開発を行っている。
主要設備
System B (ohtaka): Dell PowerEdge C6525/R940 (1680 CPU nodes of AMD
EPYC 7702 (64 cores) and 8 FAT nodes of Intel Xeon Platinum 8280 (28 cores)
総理論演算性能 6.881 PFLOPS)
System C (kugui): HPE Apollo 2000 Gen10 Plus/HPE Apollo 6500 Gen10 Plus
(128 CPU nodes of AMD EPYC 7763 (128 cores) and 8 ACC nodes of AMD
EPYC 7763 (64 cores) 総理論演算性能 0.973 PFLOPS)
System C (enaga) : 252 ノード（HPE SGI 8600, Intel Xeon 6148 (20 cores)×2）（総
理論演算性能 0.77 PFLOPS）

Main Facilities
System B (ohtaka): Dell PowerEdge C6525/R940 (1680 CPU nodes of AMD
EPYC 7702 (64 cores) and 8 FAT nodes of Intel Xeon Platinum 8280 (28 cores)
with total theoretical performance of 6.881 PFLOPS)
System C (kugui): HPE Apollo 2000 Gen10 Plus/HPE Apollo 6500 Gen10 Plus (128
CPU nodes of AMD EPYC 7763 (128 cores) and 8 ACC nodes of AMD EPYC
7763 (64 cores) with total theoretical performance of 0.973 PFLOPS)

スーパーコンピュータシステム B, Ohtaka (Dell PowerEdge C6525/R940)

物性研究所共同利用スーパーコンピュータシステム構成図

The supercomputer system B, Ohtaka (Dell PowerEdge C6525/R940)

The Supercomputer System at the SCC-ISSP.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/computer.html

56

ISSP Digest 2022

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

物質合成・評価部 （Materials Synthesis and Characterization Division）

物質合成室

化学分析室

Materials Synthesis Section

Chemical Analysis Section

担当所員

廣井

善二

Contact Person : HIROI, Zenji

技術専門職員 石井

担当所員

廣井

善二

Contact Person : HIROI, Zenji

梨恵子

Technical Specialist : ISHII, Rieko

技術専門職員 石井

梨恵子

Technical Specialist：ISHII, Rieko

製および調整を行うと共に、秤量・分析・化学処理に関わる究機器として供している。

各種機器を所内外の共同利用に供している。

The main purposes of the Materials Synthesis Section are to synthesize
new compounds and to prepare well-characterized samples and single
crystals of various materials. Various kinds of furnaces are provided forcrystal growth experiments.

The Chemical Analysis Section is engaged in determining the chemicalcomposition of specimens and in purifying chemical reagents for
preparation of high quality specimens. The analytical equipments,
several types of automatic balance and a system for preparation of ultrahigh purity water are provided for chemical analysis experiments.

主要設備
フローティングゾーン単結晶育成炉、各種電気炉（抵抗加熱式ブリッジマ
ン炉、フラックス炉、アーク溶解炉、シリコニット炉、ボックス炉）、真空蒸着装置（10-6 Torr）、グローブボックス

主要設備
誘導結合高周波プラズマ発光分光分析装置、電子天秤、超純水製造装置

Main Facilities
Floating-zone furnaces, Bridgman-type furnace, Ar-arc furnace, Furnace for flux
method, Ultra-high vacuum deposition apparatus, furnaces.

Main Facilities
ICP-AES, Automatic balances, and the system for preparation of ultra-high purity
water.

試料調整用グローブボックス

誘導結合高周波プラズマ発光分光分析装置

Glove box for sample preparation

ICP-AES

Chemical Analysis Section

や単結晶育成炉、試料調整加工機などを所内外の共同利用研

Materials Synthesis Section化 学 分 析 室

本室では、物性研究に有用な物質についての化学分析や新しい物質の分析方法の検討および化学的手法による材料の精

物質合成室

本室では、新物質の合成、既知物質の良質化、単結晶育成など研究用試料の合成を行っている。また、各種高温電気炉

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/synthesis.html

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/chemical_analysis.html

ISSP Digest 2022

57

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

物質合成・評価部 （Materials Synthesis and Characterization Division）

X 線測定室

電子顕微鏡室X-Ray Diffraction Section

Electron Microscope Section

担当所員

廣井

善二

担当所員

Contact Person : HIROI, Zenji

助教

矢島

廣井

善二

Contact Person : HIROI, Zenji

健

技術専門職員Research Associate : YAJIMA, Takeshi

浜根大輔

Technical Specialist : HAMANE, Daisuke

矢島健

YAJIMA, Takeshi

Ｘ線測定室

興味深い物性を示す物質の開発や評価において、結晶構造

本室では物質の化学組成や微細構造を評価するために走査解析は極めて重要な位置を占める。本室では、Ｘ線回折を用型電子顕微鏡と透過型電子顕微鏡を備え、ミクロからナノス

いて、新規物質の結晶構造や温度による構造変化など物質構ケールでの観察・分析を行い、所内における研究を強力に下造の研究を行うと共に、所内外の研究者に対して施設利用の支えすると共に、各種機器を学内外の共同利用に供している。

X-Ray Diffraction Section電 子 顕 微 鏡 室

提供、依頼研究を行っている。
The Electron Microscope Section supports measurements such as
electron diffraction, lattice image observations and chemical analyses forvarious solid materials in both crystalline and non-crystalline forms byusing TEM and SEM equipped with EDX analyzer.

主要設備
粉末Ｘ線回折装置、単結晶構造解析用 CCD システム、極低温Ｘ線回析装置、
湾曲イメージングプレート型Ｘ線回折計、ラウエカメラ、イメージングプ
レート読み取り装置

主要設備
電界放射形透過型電子顕微鏡、低温・高温・分析ホルダー、鏡面・薄膜試料作成のための種々の装置

Main Facilities
Powder X-ray diffractometer, CCD system for the single-crystal structure analysis,
Powder X-ray diffractometer with a refrigerator, Warped imaging plate type diffractometer, Monochromated Laue camera, and Imaging plate reader.

Main Facilities
200 kV TEM and SEM with EDX analyzer, high and low-temperature holders,and various apparatuses for sample preparation. electron microscope with an x-ray
micro-analyzer, High- and low-temperature holders, and various apparatuses forsample preparation.

Electron Microscope Section

The main purposes of the X-Ray Diffraction Section are structural
analysis and identification of powder and single crystal specimens forsolid state physics. By using the Powder X-ray diffractometer equippedwith a refrigerator, the structural analysis is performed in the temperature
range of 4-300 K.

極低温 X 線回折装置

200 kV 電界放射形分析電子顕微鏡

Powder X-ray diffractometer for low temperature application

200 kV electron microscope with an X-ray micro-analyzer

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/xray.html

58

ISSP Digest 2022

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/electron_microscope.html

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

物質合成・評価部 （Materials Synthesis and Characterization Division）

電磁気測定室

光学測定室

Electromagnetic Measurements Section

Spectroscopy Section

担当所員

廣井

善二

担当所員

Contact Person : HIROI, Zenji

担当所員

森

初果

勝本

穰

担当所員

秋山

英文

Contact Person : AKIYAMA, Hidefumi

技術専門員 山内担当所員

徹

Senior Technical Specialist : YAMAUCHI, Touru

Contact Person : MORI, Hatsumi

担当所員

山下

Contact Person : YAMASHITA, Minoru

松永隆佑Contact Person : MATSUNAGA, Ryusuke

信吾

Contact Person : KATSUMOTO, Shingo

汎用性のある光学測定機器やレーザー光源を備え、所内外の共同利用に供している。可視・紫外・赤外領域の吸収・反気特性測定装置、物理特性測定装置、超伝導磁石などの設備

射スペクトル、顕微ラマン分光などの測定が可能である。

電磁気測定室

本室では、物質の基本的性質である電気的磁気的性質を、
温度および磁場の広い範囲にわたって測定するとともに、磁を所内外の共同利用に供している。

The Spectroscopy Section offers joint-use facilities for standard
optical measurements. The facilities can be used for measurements of
conventional absorption/reflection spectrum in the UV, visible and IR
regions and Raman scattering.

主要設備
15/17 テスラ超伝導マグネット、16/18 テスラ高均一超伝導マグネット（NMR）、SQUID 磁化測定装置（MPMS）、汎用物性測定装置（PPMS）

主要設備
可視紫外分光光度計、赤外分光光度計、ラマン分光光度計

Main Facilities
Superconducting magnet (15/17 T), High homogeneity superconducting magnet(16/18 T) for NMR experiments, MPMS (SQUID magnetometer, 7 T), and PPMS
(physical properties measurement system, 9 T).

Main Facilities
UV/VIS absorption spectrometer, IR spectrometer, Micro-Raman spectrometer.

Electromagnetic Measurements Section光 学 測 定 室

The Electromagnetic Measurements Section offers various facilities formeasurements of electric and magnetic properties of materials. The
followings are types of experiments currently supported in this section:
electrical resistivity, magnetoresistance and Hall effect, d.c.susceptibility,
a.c. susceptibility, and NMR.

Spectroscopy Section

磁気特性測定装置

赤外およびラマン分光装置

SQUID magnetometer (MPMS)

IR and Raman Spectrometers (Room A468)

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/electromagnetic.html

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/spectroscopy_section.html

ISSP Digest 2022

59

凝質
物
縮設
系計
物評
性価
研施
究設
部門 Materials
Divisionof Condensed
Matter Science
Designand Characterization
Laboratory (MDCL)

物質合成・評価部 （Materials Synthesis and Characterization Division）

高圧合成室
High-Pressure Synthesis Section

担当所員

廣井

善二

Contact Person : HIROI, Zenji

技術専門職員後藤

弘匡Technical Specialist : GOTOU, Hirotada

高圧合成室

本室では、百万気圧、数千度までの高温高圧下において様々な ( 新 ) 物質の合成を行うと共に、高圧力下における物質の挙動を調べている。さらに各種の高圧力発生装置や関連する実験設備を所内外の共同利用に供している。

High-Pressure Synthesis

The main purposes of the High-Pressure Synthesis Section are tosynthesize various (new) compounds and to investigate the behavior of some materials at extreme conditions of high pressures up to
100 GPa or more and high temperatures up to several thousand ºC.
Various types of high-pressure apparatuses and related experimental
equipments are provided to joint research and internal use.
主要設備
500/700 トン油圧プレス装置、ダイヤモンドアンビルセル、Ｘ線回折装置、顕微ラマン分光装置、YAG レーザー加工機、その他 ( 放電加工機、ダイヤ
モンド研磨装置、旋盤、NC モデリングマシン )Main Facilities
500/700 ton press, Diamond Anvil Cell, X-ray diffractometer, Micro-Raman
spectrometer, YAG laser cutting machine, and others including Electric dischargemachine, Grinding machine for diamond, Lathe machine, and Modeling machine.

若槻型 700ton キュービックプレス。4GPa までの高温高圧合成実験用。
Wakatsuki-type 700 ton cubic press for high pressure and high temperaturesynthesis experiments up to 4 GPa.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/highpressure.html

60

ISSP Digest 2022

ISSP Digest 202261

附属中性子科学研究施設
Neutron Science Laboratory

中性子は透過力に優れ、微小磁石の性質をもつので、原子核やその周りの電子がつくる磁場と力を及ぼし合う。これを利用して物質による中性子の散乱のされ方を観測し、物質内の原子や磁気モーメントの配列や運動の様子を知る実験方法を「中性子散乱」という。物性研究所の中性子科学研究施設では日本原子力研究開発機構の研究用原子炉
JRR-3 の 12 台の中性子散乱装置および大強度陽子加速器施設 J-PARC の高分解能チョッパー分光器 HRC を用いた全国共同利用を推進してきた。これにより、超伝導体、トポロ
ジカル物質、新規量子相などの固体物理研究をはじめとして、ガラスなど複雑凝縮系、イオン伝導体などの材料科学、
高分子やゲルなどのソフトマター、生体関連物質まで幅広い物質科学が研究されている。また、当施設は日米協力事
業「中性子散乱分野」の実施機関としても活動し、我が国の中性子散乱研究の発展に貢献している。

施設長 山室 修
Leader YAMAMURO, Osamu

62

ISSP Digest 2022

A neutron has excellent transparency of matter and a nuclear magnetic
moment. Owing to these properties, neutron scattering is a powerful
method to investigate the structure and dynamics of atoms andelectron spins in condensed matter. Since 1961, the Neutron Science
Laboratory (NSL) has been playing a central role in neutron scattering
activities in Japan not only by performing its own research but also
by providing a general user program using the university-owned
12 neutron scattering spectrometers installed at the research reactor
JRR-3 (20 MW), JAEA (Tokai, Ibaraki). Furthermore, NSL owns
stateof-art inelastic neutron scattering spectrometer HRC in J-PARC,
which started its operation in 2009. Major research areas supportedby the NSL user program are solid state physics (strongly correlated
electron systems, superconductors, heavy fermion systems, topologicalmaterials, multiferroic materials, novel quantum phases etc.), soft
matter (polymers, gels, membranes etc.), complex systems (glass,liquid, clathrate materials, etc.), material science (ionic conductors,
hydrogen systems etc.), biological physics, and neutron optics. The
NSL also operates the US-Japan cooperative program on neutron
scattering since 1984.

凝性
中
縮子
系科
物学
性研究施
部設
門

中島研究室

Nakajima Group

Division Scienceof Condensed
Matter Science
NeutronLaboratory

研究テーマ Research Subjects
1

中性子散乱による磁気スキルミオンの構造とそのダイナミク
スの研究

2

偏極中性子散乱法を用いた磁性体の磁気構造解析

3

異方的な応力を用いたマルチフェロイック物質の磁性と誘電性の制御

Neutron scattering studies on magnetic skyrmions and their dynamics
Magnetic structure analysis by means of polarized neutron scattering

助教 齋藤

4

時分割中性子散乱法を用いた磁性体における非平衡・過渡現象の研究

Time-resolved neutron scattering studies on nonequilibrium andtransient phenomena

開Research Associate
SAITO, Hiraku

Control of magnetic and dielectric properties in multiferroics by meansof anisotropic stress

准教授 中島多朗

Associate Professor NAKAJIMA, Taro

専攻 Course

中島研究室

工学系物理工学
App. Phys., Eng.

固体の磁気的性質は非常に古くから知られており、精力的に研究されてきたテーマである。例えば我々の身近にある磁が実現している。これ以外にも、らせん型や渦型など様々な磁気秩序が存在するが、近年それらのスピン配列の幾何学的特徴が、物質の誘電性、伝導性、あるいは弾性などを大きく変化させ得ることが明らかになってきた。本研究室ではこのような「スピン秩序によって引き起こされる創発物性現象」
を主な研究テーマとしている。例としては、らせん型の磁気秩序によって電気分極を生じるマルチフェロイック系や、トポロジカルな渦状磁気構造である磁気スキルミオン等を対象として、中性子散乱と X 線散乱を用いて磁気秩序とその励起状態を明らかにすることに取り組んでいる。また、中性子散乱技術自体を発展させるべく、多重極限環境下の測定や時分割測定など、新たな手法開発にも取り組む。

(a) 磁気スキルミオン格子状態におけるスピン配列の模式図 (b) 磁気スキルミオ
ン物質 MnSi の熱平衡 - 準安定状態図。0.2 T の磁場中で急加熱・急冷することで準安定スキルミオン状態が実現する。

MnSi の準安定スキルミオン格子が熱パルスによって消滅し、その後再形成される過程を時分割中性子小角散乱によって観測した結果。

(a) A schematic of magnetic skyrmion lattice. (b) The equilibrium and metastable state
diagram of MnSi. The metastable skyrmion lattice state is realized by a rapid temperature
sweep in a magnetic field of 0.2 T.

The results of time-resolved neutron scattering measurement on MnSi in a magnetic field;
the hexagonal diffraction patterns correspond to a triangular lattice of metastable skyrmions.

Nakajima Group石では、固体中のスピンが自発的に同じ方向に揃う「強磁性」

Magnetism in solids has been extensively studied in the field ofcondensed matter physics. A well-known example is ferromagnetism,
which means that magnetic moments in a solid are spontaneouslyaligned to be parallel to each other owing to exchange interactions.
Besides the ferromagnetism, there are various types of orders ofmagnetic moments, such as collinear antiferromagnetic and helicalmagnetic orders. Among them, non-collinear or non-coplanar magnetic
orders have recently attracted increasing attention because they canlead to time-space symmetry breaking which may dramatically alterelectronic properties of the systems. We study emergent phenomena
induced by the non-collinear/non-coplanar spin orders by means ofneutron and X-ray scattering techniques. One example is spin-driven
ferroelectricity, where a spiral magnetic order breaks spatial inversion
symmetry of the system and leads to spontaneous electric polarization.
Another example is a vortex-like spin texture called magnetic skyrmiom,which often appears in a long-wavelength helimagnet. By the virtue ofthe topologically-nontrivial spin texture, the magnetic skyrmion induces
an effective magnetic field acting only on conduction electrons. We arealso exploring new methodologies in neutron and X-ray scatterings, suchas time-resolved neutron scattering, to investigate the unconventional
magnetic orders in detail.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/nakajima_group.html

ISSP Digest 2022

63

凝性
中
縮子
系科
物学
性研究施
部設
門

益田研究室

Masuda Group

Division Scienceof Condensed
Matter Science
NeutronLaboratory

研究テーマ Research Subjects1

量子臨界点近傍におけるフラストレート磁性体の非自明な混成モード

Nontrivial hybridized mode in frustrated magnet near quantum critical
point

2

中性子によるスピン波スピン流の検出

3

マルチフェロイクス物質の非自明な音響マグノン

4

Detection of spin wave spin current by neutron
助教 浅井

Nontrivial acoustic magnon in multiferroics

晋一郎

Research Associate
ASAI, Shinichiro

スピン液体状態の探索
Search of spin liquid

准教授 益田隆嗣

Associate Professor MASUDA, Takatsugu

専攻 Course

益田研究室

新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

本研究室は、低次元スピン系やフラストレーション系などにおける新しい量子現象・量子状態を実験的に発見すること

Masuda Groupを目標としている。強い量子性や幾何学的フラストレーションは、自明な古典的秩序状態を阻害し量子状態が基底状態となる上に、小さな摂動に敏感なため、低次元スピン系やフラストレーション系は量子現象開拓のフロンティアとなっている。スピン液体、RVB、キューボック構造等新しい磁気状態と、マルチフェロイック系やリラクサー磁性体などにおける、
新しい電気磁気効果に興味を持っている。最近の我々の研究例として、マルチフェロイクス物質 Ba2MnGe2O7 の中性子非弾性散乱スペクトルを図に示す。音響マグノン (T1) モードのOne of the research goals in our group is to find a novel quantum
phenomenon and to reveal its mechanism in low-dimensional spin
magnets and frustrated magnets. Strong quantum fluctuation orgeometrical frustration disturbs the development of trivial magnetic
states and induces a non-trivial quantum state. Furthermore, such astate is sensitive to a small perturbation and, thus, the area is frontierof quantum phenomena. Our research topic includes spin liquid, RVB,
Cuboc structure, etc. Another goal is to observe a new magnetoelectriceffect in multiferroic compounds and/or relaxor magnets. Figure
shows inelastic neutron scattering spectrum measured on multiferroics
Ba 2MnGe 2O 7. Energy gap at k = 0 of acoustic magnon (T 1) modeoriginates from spin nematic interaction, and its temperature dependenceis scaled by electric polarization instead of magnetic moment. The
nontrivial behavior of the anisotropy gap can be rationalized as changeof the hybridized d-p orbital with temperature.

k = 0 におけるエネルギーギャップはスピン・ネマティック
相互作用に起因していること、その温度依存性は磁気モーメ
ントではなく電気分極の温度依存性でスケールされることが明らかにされた。この非自明なふるまいは、電気分極を担う
d-p 混成軌道の温度変化により説明された。

Ba2MnGe2O7 の中性子非弾性散乱スペクトル。(a)0.05 K で測定されたスペクトル。
(b)-(e) 低エネルギースペクトル ((b)0.05K, (c)0.9K, (d)1.8 K, (e)2.5 K)。白線は計算曲線。(f) コンスタント q カットの温度依存性。黒線は計算曲線。
Inelastic neutron scattering (INS) spectra on Ba2MnGe2O7. (a) False color plot of the INS
spectrum measured at 0.05 K. (b)-(e) The INS spectra focused on the low-energy range
measured at (b) 0.05 K, (c) 0.9 K, (d) 1.8 K and (e) 2.5 K. (f) Temperature evolution of
constant-q cuts.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/masuda_group.html

64

ISSP Digest 2022

凝性
中
縮子
系科
物学
性研究施
部設
門

眞弓研究室

Mayumi Group

Division Scienceof Condensed
Matter Science
NeutronLaboratory

研究テーマ Research Subjects
1

高強度高分子材料の強靭化メカニズムの解明

2

中性子・X 線小角散乱法を用いた多成分系高分子・ソフトマター
材料の構造解析

Toughening mechanism of tough polymeric materials

Structure of multi-component polymer and soft matter systems bysmall-angle neutron/X-ray scattering3

中性子準弾性散乱法を用いた多成分系高分子・ソフトマター
材料のダイナミクス解析

助教 小田

達郎

Research Associate
ODA, Tatsuro

Dynamics of multi-component polymer and soft matter systems byquasi-elastic neutron scattering
准教授 眞弓

特任助教 橋本慧

Project Research Associate
HASHIMOTO, Kei

皓一

Associate Professor MAYUMI, Koichi

専攻 Course

眞弓研究室

新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

本研究室では、高分子をはじめとしたソフトマターの物性発現機構の解明を目指している。例えば、近年ナノ・分子レ
上しつつあり、そのような高強度高分子材料は、人工関節や人工血管などの医療材料、ソフトロボット用のアクチュエー
ター、車・飛行機などに用いる構造材料としての応用が期待されている。我々は、高強度高分子材料に対して、中性子・X 線小角散乱法および中性子準弾性散乱法によって変形下におけるナノ構造・ダイナミクスの計測を行っている。高分子
材料は多成分で構成されていることが一般的であるが、中性子散乱法を用いると、重水素化ラベリングによって各構成要

Mayumi Group

ベルでの構造制御により高分子材料の機械強度は飛躍的に向The research goal of our group is to reveal molecular mechanisms for
macroscopic properties of soft matter systems. One of our targets is tounderstand toughening mechanisms of polymeric materials. Recently, thefine control of nano-structure has improved significantly the mechanicaltoughness of polymer-based materials. The tough polymeric materials
are expected to be applied for biomaterials, soft robots, and structural
materials for automobiles and airplanes. We study nano-structure anddynamics of the tough polymeric materials by means of small-angle andquasi-elastic neutron scattering measurements with deuterium labelling.
The deuterium labelling technique enables us to observe separately eachcomponent in multi-component systems. By combining the nano-scale
structure/dynamics measurements, macroscopic mechanical tests,
and molecular dynamics simulations, we aim to establish molecularunderstandings of toughening mechanisms for polymeric materials anddiscover novel molecular designs for tough materials.

素を選択的に観察することが可能となる。散乱法によって明らかにされた階層構造・ダイナミクスとマクロな力学・破壊
挙動との相関を解明するとともに、新規材料設計指針の探索を行っている。

伸長すると高分子鎖が結晶化し、鎖の破断を防ぐ自己補強ゲルを開発した。この伸長誘起結晶は、力を取り除くと消失し、自己補強ゲルは元の状態まで復元する。

通常の高分子ゲルの場合、亀裂を入れた試験片を引っ張ると、すぐに亀裂が進展して、破断してしまう。一方で、自己補強ゲルでは、亀裂の周辺において高分子鎖が引き延ばされて結晶化することで、亀裂の進展が抑制される。

We have developed self-reinforced gels in which polymer chains are crystallized under
stretching. The crystalline domains disappear immediately after the strain is released. The
reversible strain-induced crystallization simultaneously realizes high toughness and rapid
recoverability under repeated deformation.

When we stretch a pre-notched specimen of a conventional polymer gel, the crack
propagates immediately and the sample is broken. For the self-reinforced gel, the straininduced crystallization of polymer chains near a crack tip suppresses crack propagation.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/mayumi_group.html

ISSP Digest 2022

65

凝性
中
縮子
系科
物学
性研究施
部設
門

山室研究室

Yamamuro Group

Division Scienceof Condensed
Matter Science
NeutronLaboratory

研究テーマ Research Subjects
1

ガラスと過冷却液体の構造とダイナミクス

2

水および関連物質（含水多孔性結晶など）の構造とダイナミクス

3

イオン液体の熱力学的性質とダイナミクス

Thermal and dynamical properties of ionic liquids

助教 秋葉

4

多孔性物質中のゲスト分子・イオンの構造とダイナミクス

Research Associate
AKIBA, Hiroshi

Structure and dynamics of glasses and supercooled liquids
Structure and dynamics of water and related materials (e.g., gas
hydrates)

Structure and dynamics of guest molecules and ions in porous
materials
教授 山室

宙

修

Professor YAMAMURO, Osamu

専攻 Courses

山室研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

本研究室では複雑凝縮系の化学物理を研究している。現在の主な対象は、ガラス・過冷却液体、水およびその関連物

Yamamuro Group質、イオン液体、多孔性物質である。ガラス転移は液体が構造変化を起こさずに固化する不思議な現象であり、物性物理学の長年の大問題の一つである。水は最も身近な物質の一つであるが、水素結合が織りなす様々な特異物性を示す。イオ
ン液体では、静電力とファンデルワールス力の競合から、ナノドメイン構造や階層的ダイナミクスが現れる。MOF（Metal
Organic Framework）のような多孔性物質内の空孔中の分子・イオンは、表面効果によりポテンシャル面が歪められるため、バルクでは見られない特異な構造やダイナミクスを示す。こ理学系化学

Chem., Sci.

We are studying chemical physics of complex condensed matters,
especially glasses and supercooled liquids, water and related materials,
ionic liquids, and porous materials. Glass transition is a mysterious
phenomenon in which liquids solidify without structural change. This is
one of the big and long-standing issues in physics. Water, which is themost familiar material for us, exhibits various unique phenomena causedby hydrogen bonds. Ionic liquids have nanometer-size domains andhierarchical dynamics generated by competing electrostatic and van der
Waals interactions. Molecules and ions confined in porous materials suchas MOF (Metal Organic Framework) give rise to unusual structure anddynamics caused by the surface effects and resultant distorted potential
energy surfaces. These substances are investigated by neutron scattering,
x-ray diffraction, heat capacity, and dielectric measurements. Our aim
is to find simple (?) rules involved in complex systems from the threedifferent points of view, i.e., structure, dynamics, and thermodynamic.

れらの物質に対して、中性子散乱、Ｘ線回折、熱容量、誘電緩和などを測定し、構造・ダイナミクス・熱力学の３視点から、複雑な物質に内在する単純（？）な法則を明らかにすることを目指している。

蒸着 CO2 ガラス（赤線）と結晶（青線）のＸ線回折パターン。二体分布関数解
析から、CO2 分子はガラスと結晶の両方で図中のような最近接分子間配置をとることが分かった。

MIL-53 と呼ばれる MOF（Metal Organic Framework）内の水分子の中性子準弾
性散乱データおよびローレンツ関数によるフィッティング結果。本物質は水分子がキャリアとなるプロトン伝導体である。

X-ray diffraction patterns of the vapor-deposited glass (red curve) and crystal (bluecurve) of CO2. The pair-distribution function analyses revealed that the nearest-neighborconfiguration of CO2 molecules is as shown in the figure for both glassy and crystalline
states.

Quasielastic neutron scattering data and the result of the fitting with a Lorentz function
for a MOF (Metal Organic Framework) called MIL-53. This material is a proton conductor with carriers of water molecules.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/yamamuro_group.html

66

ISSP Digest 2022

凝性
中
縮子
系科
物学
性研究施
部設
門

遠藤研究室

Endo Group

Division Science
Neutronof Condensed
Laboratory
Matter Science

客員准教授 遠藤
Visiting Associate Professor

JRR3 に設置されている iNSE は、国内で唯一、定常中性子を用いた中性子スピンエコー装置であり、他の中性子準弾性
ダイナミクス（iNSE では 50 ナノ秒までのスローダイナミクス）を計測できる点で優れている。iNSE で測定されるスロー
ダイナミクスは、ソフトマター・ハードマターの物性理解においても極めて重要である。JRR3 再稼働に伴い、iNSE 分光
定の物性研究への展開を加速する。具体的には、高分子・コ
ロイド等ソフトマターおよび、スキルミオン等に代表される

Endo Group

器の再立ち上げ、および NSE 法によるスローダイナミクス測The neutron spin echo (NSE) is a quasielastic neutron scattering
technique with the highest energy resolution, and is suitable to measure
nm and ns-scale dynamics in materials, which are difficult to access byother techniques. A neutron spin echo instrument, iNSE is located at
C2-3-1 port of the guide hall of the neutron reactor JRR-3, and covers
a time range up to 50 ns. After the great earthquake in 2011, iNSE has
been under commissioning. We set up iNSE and apply the instrument
to measure nano-dynamics of soft and hard matters, such as monomer /segmental/collective motions of polymer chains, domain dynamics ofproteins, membrane fluctuation of self-assembled surfactants, and spin
fluctuation of skyrmions, which dominate the functions and properties ofthe materials. In order to cover a wider time regime from ps, we will also
use a NSE spectrometer with a pulsed neutron source, MIEZE installed
at BL06 of J-PARC/MLF.

遠藤研究室

散乱装置と比較して、長時間および長空間スケールにおける仁

ENDO, Hitoshi

長周期磁気構造等のスローダイナミクスを対象とし、J-PARC
MLF BL06 との相補的利用も推進することで広い時空間領域
での物性研究を展開する。

ISSP Digest 2022

67

附属国際超強磁場科学研究施設
International MegaGauss Science Laboratory

当施設では、パルスマグネットによって強力な磁場を発生し、様々な物質 ( 半導体、磁性体、金属、絶縁体など ) の電子状態を調べている。非破壊型パルスマグネットは 80 テ
スラ程度まで発生可能であり、電気伝導、光学応答、磁化などの精密物性計測、高圧や低温と組み合わせた複合極限実験に用いられる。また国内外の強磁場を必要とする物性科学の研究に幅広く利用されている。世界最大の直流発電機 (210 メガジュール ) を用いた超ロングパルス (1 〜 10 秒
程度 ) を用いれば、準定常磁場として精密熱測定なども可能であり、開発中の非破壊 100 テスラ磁場発生にも用いられている。他方、破壊型パルスマグネットには一巻きコイ
ル法と電磁濃縮法があり、100 〜 1000 テスラの超強磁場を発生可能である。極限的な強磁場が誘起する新奇現象探索を通じて、化学・生命や宇宙物理との融合研究への展開も行なっている。

施設長 松田 康弘
Leader MATSUDA, Yasuhiro H.

68

ISSP Digest 2022

In the IMGSL, electronic states of matter are investigated using pulsed
magnets. Many kinds of materials, such as semiconductors, magnetic
materials, metals, and insulators are studied. Non-destructive magnets
can generate approximately 80 T and are used for high precisionexperiments including electrical resistivity, optical property, andmagnetization measurements. Combination of high pressures and low
temperatures with the high magnetic field is also available. Theseexperimental techniques are open for domestic as well as international
researchers. The magnet technologies are intensively devoted todevelopments for the quasi-steady long pulse magnet (an order of 1-10sec) energized by the world largest DC generator (210 MJ), and also
to a 100 Tesla class nondestructive magnet. On the other hand, thesingle-turn coil and electromagnetic flux compression techniques havebeen utilized for ultrahigh magnetic field generation exceeding 100 T
in destructive manner. Researches with the multi-megagauss fields
of around 100 to 1000 T have been conducted aiming to a discovery
of novel phenomena. Also, we plan to the use multi-megagauss fields
for interdisciplinary researches with chemistry, bioscience, and space
physics.

凝際
国
縮超
系強
物磁
性場
研科
究学
部研
門究施Division
設 ofInternational
Condensed Matter
Science
MegaGauss
Science Laboratory

金道研究室

Kindo Group

研究テーマ Research Subjects
1

非破壊パルスマグネットの開発

2

強磁場を用いたスピン軌道相互作用の強い Mott 絶縁体の研究

3

有機伝導体の強磁場中電子物性の研究

4

パルス磁場中での物性測定手法の開発

Development of Non-destructive Pulse Magnets
Study of Spin-orbital Coupled Mott Insulators at High Fields

Study on High-field Electronic Properties of Organic Conductors

助教 石川

孟

Research Associate
ISHIKAWA, Hajime

Development of Physical Property Measurement Techniques in Pulsed
Magnetic Field
教授 金道

特任助教 今城周作

Project Research Associate
IMAJO, Shusaku

浩一

Professor KINDO, Koichi

専攻 Course

金道研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

物性測定用途に合わせた様々な到達磁場やパルス長を持つ
パルスマグネットの開発と、それが作り出すパルス強磁場下ば最大 75 テスラ（T）、4 ミリ秒の磁場下での磁化測定、最大 65T、30 ミリ秒の磁場下での電気抵抗測定、最大 43T、1秒の磁場下での比熱測定を行っている。非破壊的な 100T の発生や、より長時間のパルス強磁場の発生を目指してマグネットの開発を行っている。スピン軌道相互作用の強い Mott 絶縁体や二次元有機超伝導体といった強磁場下での物性が未知の強相関電子系を主な研究対象とし、量子磁気相や伝導相をKindo Group

での精密物性測定を基盤とした物性研究を行っている。例えWe perform materials physics research based on the precise physicalproperty measurements under strong pulsed magnetic fields, which
are generated by the tailored pulse magnets with various strengthand duration of magnetic fields. We perform e.g. magnetization
measurements up to 75 tesla (T) in 4 msec, resistance measurements
up 65 T in 30 msec, and heat capacity measurements up to 43 T in
1 sec. We aim to develop the pulse magnets that can generate 100
T non-destructively or ultra-long pulsed magnetic field. We explore
quantum magnetic or conducting phases at high fields in strongly
correlated electron systems including spin-orbital coupled Mott
insulators and quasi-two-dimensional organic superconductors. We
synthesize the materials of interest as well as investigate the novel
materials developed by the collaborators.

探索している。共同研究者から試料提供を受けるだけでなく、自ら興味ある物質を合成して研究を展開している。

スピン軌道相互作用の強い 4d 電子 Mott 絶縁体 GaNb4Se8 の磁化曲線。小さな磁化と単調な磁化曲線は、磁気転移温度 TM = 30 K から期待されるよりも大きなギャップを持つ強固な非磁性基底状態が実現していることを示している。

二次元有機超伝導体κ -(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br の低温強磁場中電気抵抗。磁場によって超伝導が抑制され、超伝導臨界磁場 Hc2 以上で常伝導状態となる。

Magnetization curve of a 4d transition metal Mott insulator GaNb4Se8. The featurelessmagnetization curve with small magnetization indicates that the nonmagnetic ground statewith an excitation gap larger than the energy scale of the magnetic transition temperature
TM = 30 K is realized.

Low-temperature electrical resistance of the two-dimensional organic superconductor
κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br in high fields. The superconductivity is suppressed bymagnetic field and shows the transition to the normal state at upper critical field Hc2.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/kindo_group.html

ISSP Digest 2022

69

凝際
国
縮超
系強
物磁
性場
研科
究学
部研
門究施Division
設 ofInternational
Condensed Matter
Science
MegaGauss
Science Laboratory

小濱研究室

Kohama Group

研究テーマ Research Subjects
1

レーザーを用いた磁気光学効果の研究とその超強磁場科学への応用

Magneto-optical measurements with laser optics and its application toultra-high magnetic field science2

パルス強磁場下における NMR 測定と磁性体への応用

3

微細加工技術を用いた新規測定手法の開発

4

超強磁場を用いた量子振動の観測とトポロジカル絶縁体のフェルミオロジー

NMR measurement under pulsed fields and its application to magnetic
materials

助教 野村

Development of new measurement techniques with nanofabrication
technology

Observation of quantum oscillation in ultra-high magnetic fields andfermiology of topological insulators

肇宏

Research Associate
NOMURA, Toshihiro

准教授 小濱芳允

Associate Professor KOHAMA,Yoshimitsu

専攻 Course

小濱研究室

工学系物理工学
App. Phys., Eng.

100 T を超える超強磁場領域は、ごく最近までその発生すら困難であった極限環境であり、人類未踏の研究領域といえKohama Groupる。このような極限環境下では多彩な物理現象が予想されており、当研究室ではこれら新奇物理現象の発見そして解明を目指している。主な実験手法としては、『１．レーザーを用いた磁気光学測定』、『２．微細加工デバイスによる超高速電気抵抗測定』、『３．FPGA デバイスによるパルス強磁場 NMR 測定』、『４．ロングパルス磁場下での時分割中性子回折』を採用もしくは開発しており、これにより様々な強相関電子系における諸現象を探索している。現在の主なテーマは、トポロ
ジカル絶縁体や超伝導物質における強磁場伝導状態の研究や、量子スピン系化合物の磁場誘起相の探索である。最終的な目

Ultra-high magnetic field (higher than 100 T) is an extreme condition
that remains unexplored until recently. In this field region, many ofunprecedented phenomena are expected to appear, and their experimental
observations and understandings are the focus of our group. To achieve
this goal, we employ/develop the following experimental techniques,“1. Magneto-optical measurement under pulsed magnetic fields”,“2. Ultra-fast magnetoresistance measurement with micro-fabricateddevices”, “3. Pulsed-field NMR experiment with a FPGA module”, and“4. Time-resolved neutron diffraction under long pulsed fields”, andso on. With these state-of-the-art techniques, we currently investigate
various field-induced phenomena, such as the quantum transport in
topological insulators/superconductors and the novel magnetic phases
in quantum spin systems. Our final goal is the extension of the available
field range of a condensed matter research up to ~1000 T, and thus
our efforts are also devoted to technical developments for ultra-highmagnetic field generations as well as the further improvements ofmeasurement techniques.

標には 1000 T 領域での精密な物性研究を掲げており、この達成のために超強磁場発生技術および新規測定技術の開発にも力を注いでいる。

(a) CuInCr4S8 の磁場・温度相図。(b) X、Y、C 相における磁気構造の予想図。 (c)
異常な磁歪・誘電応答が観測される A 相近傍での断熱磁気熱量効果 ( 灰色 )。

一巻きコイル法を用いた超強磁場音速測定の結果。(a) green dioptase と (b) 液
体酸素の音速の磁場依存性。

(a) Magnetic-field-versus-temperature (H-T) phase diagram of CuInCr4S8. (b) Predicted
schematic of the magnetic structures for X-, Y-, and C phases. (c) Adiabatic magnetocaloric effect curves (gray) near the A-phase where abnormal magnetostriction and magnetocapacitance responses are observed.

Relative changes of the sound velocity of (a) green dioptase and (b) liquid oxygen measured by using the single-turn coil megagauss generator.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/kohama_group.html

70

ISSP Digest 2022

国際超強磁場科学研究施設

徳永研究室

Tokunaga Group1

マルチフェロイック物質の磁場誘起相転移2

量子極限状態における電子相転移3

パルス強磁場下における高速偏光顕微鏡観察

4International MegaGauss Science Laboratory

研究テーマ Research Subjects

Field-induced transitions in multiferroic materials
Electronic phase transitions in the quantum limit state
助教 三宅High-speed polarizing microscope imaging in pulsed-high magnetic
fields厚志

Research Associate
MIYAKE, Atsushi

助教 三田村裕幸

Research Associate
MITAMURA, Hiroyuki

トポロジカル物質の強磁場物性研究
High-field study of topological materials

准教授 徳永将史

Associate Professor TOKUNAGA, Masashi

専攻 Course
Phys., Sci.

磁場は電子のスピン、軌道運動および位相に直接作用する
外場であり、物性物理学の幅広い分野の研究に不可欠である。
通して、強磁場下で実現する新しい量子状態および非自明な磁場誘起現象の探索を行っている。強磁場下で現れる現象の本質を正しく理解するためには、多様な物理量を高い精度で測定することが重要である。我々は、パルス磁場下で起こる
磁性、電気伝導性、誘電性、構造、対称性、温度などの変化
を瞬間的に検出する測定手法を開発・改良している。これらの測定を駆使して、マルチフェロイック物質における交差相
関物性やトポロジカル半金属の磁気輸送特性などを研究している。
また年間 40 件程度の国内および国際共同研究を行い、様々

雄斗

Project Research Associate
KINOSHITA, Yuto

Magnetic fields have been widely used in the research of solid-statephysics as they can directly and continuously tune the spins, orbitals, andphases of electrons in materials. We explore novel quantum phenomena
and non-trivial field effects in pulsed-high magnetic fields up to 60 T
using various state-of-the-art experimental techniques to study theirmagnetic, transport, dielectric, structural, optical, and caloric properties.
In BiFeO3, which is perhaps the most extensively studied multiferroic
material, our high-field studies clarified microscopic origin of themagnetoelectric coupling and revealed non-volatile memory effect,
magnetic control of ferroelastic strain, and a novel multiferroic phaseat around room temperature. In addition, our high-field experimentson semimetals and semiconductors revealed novel insulating phase ingraphite, valley polarization in bismuth, and quantum oscillations insemiconducting tellurium.
In addition to these in-house studies, we accept about 40 joint research
projects per year and study various localized/itinerant magnets andtopological materials in high magnetic fields.

Tokunaga Group

我々は最高 60 T までのパルス強磁場下における物性研究を特任助教 木下徳永研究室

理学系物理学な遍歴・局在スピン系物質、トポロジカル物質などの強磁場物性研究を展開している。

 










BiFeO3 における電気磁気効果の磁場方位依存性。挿入図は 20T 以上の傾角反強磁性相における強磁性磁化とスピン由来の電気分極の回転を表す。

単結晶 Te のホール抵抗で観測した量子振動。（挿入図）ホール抵抗における微分ピークの磁場方位依存性。実線で示した二次元系で予想される振る舞いとの一致は、この振動が二次元表面状態に起因することを示す。

Field-angle dependence of magneto-electric effects in BiFeO3. The inset schematicallyshows rotation of the ferromagnetic moment and spin-driven electric polarization in thecanted-antiferromagnetic states above 20 T.

Quantum oscillations observed in Hall resistance of a single crystal of Te. (inset) Fieldangle dependence of differential peaks in Hall resistance shows two-dimensional behavior
shown by the solid lines. This coincidence indicates existence of metallic surface states insemiconducting Te.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/tokunaga_group.html

ISSP Digest 2022

71

凝際
国
縮超
系強
物磁
性場
研科
究学
部研
門究施Division
設 ofInternational
Condensed Matter
Science
MegaGauss
Science Laboratory

松田康弘研究室

Y. Matsuda Group

研究テーマ Research Subjects
1

磁場誘起-絶縁体金属転移2

超強磁場における励起子状態3

高温超伝導体の強磁場電子状態

4

化学結合・化学反応の超強磁場効果

Magnetic-field-induced insulator-metal transition

Excitons in ultrahigh magnetic fields
Electronic states in high-Tc superconductors in a strong magnetic field

助教 石井 裕人
Research Associate
ISHII, Yuto

Ultrahigh magnetic field effects on chemical bonding and chemical
reaction

教授 松田

康弘

Professor MATSUDA, Yasuhiro H.

専攻 Course

松田康弘研究室

新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

1000 T までの超強磁場下で現れる物質の性質について研究を行っている。磁場は電子のスピンや軌道運動に直接作用し、強力な磁場により物質の基底状態は大きく変化する。
100 T を大きく超える磁場の発生には破壊型のマグネットを

Y. Matsuda Group

用いる必要があり、その技術的障壁を越えた先には未開拓の研究領域が広がっている。強相関電子系の絶縁体金属転移や超伝導現象の磁場効果は興味深い研究テーマである。また、強力な磁場中では原子の波動関数にも非摂動的効果が期待される。固体中の励起子は水素原子と類似の電子状態にあり、その極限状態を調べる。さらに、化学結合への磁場効果の観点から構造相転移への磁場の微視的作用についても研究を行う。それらの研究を行うための 100 〜 1000 T 領域におけるWe have been studying properties of solids that appear in ultrahighmagnetic fields of up to 1000 T. The ground state of matter cansignificantly change by applying such a strong magnetic field throughdirect interaction of a magnetic field with spin and that with kinetic
motion of an electron. Unexplored research area is open in a magnetic
field range over 100 T because specially designed destructive manners
are required to produce the magnetic field. Metal-insulator transition andhigh-Tc superconductivity are intriguing subjects for the ultrahigh fieldresearch. Non-perturbative effects are expected in the hydrogen-atomlike energy state of an exciton in the strong magnetic field, which is asimilar situation with a hydrogen atom at an extremely high magnetic
field of 108 T in the neutron star. Effects on chemical bonding by 1000 T
magnetic field is studied in terms of influences of magnetic fields tostructural phase transitions in solids. In order to experimentally study the1000 T science, development of measurement techniques has also been
done as parts of purposes of the research.

様々な新しい計測技術の開発にも積極的に取り組んでいる。

W を 6% ドープした VO2 薄膜結晶の 1.977 μm での磁気透過測定結果。およそ500 T で金属化による透過光強度の減少が観測されている。

超強磁場 FBG 歪み測定から決定された LaCoO3 の磁場温度相図。右は各種スピ
ン状態、及び、強磁場α相、β相の模式的表現。

Magneto-transmission at 1.977 μm in a W-doped (6%) VO2 thin film. The magnetic field
induced metallization is indicated by a significant decrease of the transmission at around
500 T.

Magnetic field-temperature (B-T) phase diagram of LaCoO3 determined by the FBG
magnetostriction measurements. Right figures schematically represent different spinstates and high-field α and β phases.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/y._matsuda_group.html

72

ISSP Digest 2022

凝際
国
縮超
系強
物磁
性場
研科
究学
部研
門究施Division
設 ofInternational
Condensed Matter
Science
MegaGauss
Science Laboratory

キム研究室

Kim Group

外国人客員教授 キムヨンミン

Visiting Professor

半導体中の荷電粒子は強磁場において様々な励起状態となり、光学特性に影響を及ぼす。 ドープされた半導体量子井戸
では量子ホール状態において光学遷移エネルギーや遷移強度に振動が観測され、荷電励起子やスピン波、スキルミオンな導体バルク結晶および量子構造のパルス強磁場における光学特性について研究を行っている。有機無機ハイブリッドペロ
ブスカイトの 2 次元、3 次元結晶におけるラッシュバ効果や

Kim Group ポ ル ト ガ ル 研 究 室

ポーラロン形成に興味を持っている。2 次元の遷移金属ダイ

Under high magnetic fields, charged particles in semiconductors enter
various excited states, which affect the optical transition properties. In
the case of doped semiconductor quantum wells, transition energy andintensity oscillate in the quantum Hall regions, and new bound statessuch as charged excitons, spin waves or skyrmion appear in the opticaltransition signals. We are studying the optical transition propertiesof semiconductor bulk crystals and quantum structures under pulsed
high magnetic fields. We are interested in the Rashba effect or polaronformation in organic-inorganic hybrid perovskite 2D and 3D crystals.
The optical transition properties of novel excited particle systems of
multiple exciton complexes such as hexciton or oxciton appearing in
two-dimensional TMD materials are being studied.

キム研究室

どの新しい束縛状態が光学スペクトルに現れる。我々は、半ジョセフ

KIM, Yongmin Joseph

カルコゲナイドで現れる hexciton や oxciton などの複合励起子（エキゾチックな励起された粒子系）における光学遷移についても研究を行っている。

ポルトガル研究室

Portugall Group

Portugall Group

外国人客員教授 ポルトガル オリバー
Visiting Professor

メガガウス磁場の応用促進のため、2 つのアプローチをとる。一つは、一巻きコイル法（STC）の磁場発生特性の改善であり、もう一つは、メガガウス磁場が必須となる有機半導体（OS）の光学特性の研究である。
STC の特性改善については、磁場不均一性の時間依存性を
実験的、理論的に決定する。実験的にはファラデー回転イメー
ジング、理論的にはファイラメンタリーアプローチを元に伝導体の電流分布を調べる。また、コイル形状の工夫による破壊的現象の軽減の可能性についても検討する。
OS は有機 EL テレビに代表されるように応用上重要であるが、その本質的な特性については不明な点が多い。電荷が分子軌道に局在しており磁場応答が非常に小さいためである。
一方、メガガウス磁場を用いれば、磁気光学スペクトルにダ
ビドフ分裂やアハラノフ - ボーム分裂のような摂動効果が現れると期待され、OS の電荷ダイナミクスについて明らかにする。

PORTUGALL, Oliver

Our aim is to promote the use of megagauss fields in scientificexperiments in two ways: by improving and characterizing theperformance of single-turn coils (STC) for different scientificapplications; and by studying the optical properties of organic
semiconductors (OS) as an example for materials where megagaussfields are essential.
To improve the characterization of STC, we determine theirtime-dependent field homogeneity both experimentally using Faraday
rotation imaging, and theoretically based on a filamentary approachfor the current distribution inside the conductor. This approach will
also be used to investigate whether suitable coil shapes can reduce thedestructive effect of explosive conductor sublimation inside the bore atvery high fields.
OS are widely used in main-stream technology such as OLED-TVs, yetsome of their intrinsic properties remain elusive. This is partially due
to the inefficiency of magneto-spectroscopic investigation methods as
charge carriers are localized in molecular orbitals and hence insensitive
to an applied field. However, megagauss fields can create at least
perturbative effects, giving rise to phenomena such as Davydov or
Aharonov-Bohm splittings. Our plan is to investigate these phenomena
in order to learn more about the charge carrier dynamics of OS.

ISSP Digest 202273

附属計算物質科学研究センター
Center of Computational Materials Science「富岳」コンピュータに代表される近年の計算機の発展に伴って、大規模計算による物質科学へのアプローチが盛んである。コンピュータを利用した精密な物性予測によって、磁性体・超伝導における量子臨界現象など物性物理学の基礎的な問題から、半導体デバイス設計や燃料電池における電極反応など近い将来産業応用に結びつくことが期待される応用問題に至るまで、広い範囲において重要な成果が挙がっている。本センターは、「富岳」プロジェクトやポスト元素戦略プロジェクトなどを担う拠点として、「富岳」や物性研究所共同利用スパコンを始めとする計算資源の活用を通じて、これらの課題に組織的に取り組んでいる。さらに、コミュニティソフトウェア開発・普及のためのサイト
MateriApps の開発・運用と博士課程人材の育成のために計算物質科学高度人材育成・産学マッチングプログラムを進めている。

センター長 尾崎 泰助
Leader OZAKI, Taisuke

74

ISSP Digest 2022

As symbolized by the Fugaku computer, massively parallel
computation is actively used for solving problems in materials
science in recent years. In fact, computer-aided science has been
providing answers to many problems ranging from the mostfundamental ones, such as critical phenomena in quantum magnets,
superconductors, and superfluids, to the ones with direct industrial
applications, such as semiconductor devices and electrode chemical
reactions in batteries. Due to the recent hardware trends, it is now
crucial to develop a method for breaking up our computational task
and distribute it to many computing units. In order to solve these
problems in an organized way, we, as the major contractor of several
national projects such as Fugaku Computer Project, coordinate theuse of the computational resources available to our community,
including Fugaku and ISSP supercomputers. In addition, we also
operate the web site, MateriApps, which offers easy access to various
existing codes in materials science, and in order to develop humanresources for the doctoral program, we promote the Advanced Human
Resource Development and Industry-Academia Matching Program for
Computational Materials Science.

ISSP Digest 202275

附属極限コヒーレント光科学研究センター
Laser and Synchrotron Research Center

極限コヒーレント光科学研究センター（LASOR）では、
極短パルス、超精密レーザーや大強度レーザーなどの極限的なレーザーおよび、シンクロトロン放射光による先端的ビームラインを開発し、レーザー科学と放射光科学との融合を目指している。これらの最先端光源を用いて、テラヘ
ルツから軟 X 線までの広いエネルギー範囲で、超高時間分
解分光、超精密分光、超高分解能光電子分光、スピン偏極
分光、顕微分光、回折や光散乱、イメージング、発光分光などの研究を行っている。これらの極限的な光源や分光手法を用いて半導体、強相関物質、有機物質、生体物質、表面、界面などの幅広い基礎物性研究とともに、レーザー加工など，社会が求めている学理の探求や産官学協調領域の創出をねらう。柏 I、および II キャンパスの他に、SPring-8において軟 X 線分光の研究を行うとともに、東北の次世代放射光施設の整備にも貢献している。

センター長 小林 洋平
Leader KOBAYASHI, Yohei
副センター長 秋山 英文
Deputy Leader AKIYAMA, Hidefumi
副センター長 原田 慈久
Deputy Leader HARADA, Yoshihisa

76

ISSP Digest 2022

Laser and Synchrotron Research (LASOR) Center develops newlasers with extreme performance of ultraprecise, high intensity
and ultra-short pulse lasers. The cutting edge soft X-ray beamline
is also developed using synchrotron radiation. LASOR center is
responsible for the advanced spectroscopy such as high resolution,
time-resolved spectroscopy, diffraction or scattering imaging, by new
coherent light sources based on laser and synchrotron technology
over a wide spectrum range from terahertz to X-ray. In LASOR
center, a variety of materials sciences for semiconductors, stronglycorrelated materials, molecular materials, surface and interfaces, andbio-materials are studied as well as industrial science such as laser
processing using advanced light sources and advanced spectroscopy.
The aim of LASOR center is synthetic science for photon sciences andcollaborations with materials science. Most of the research activities
on the development of new lasers with an extreme performance andthe application to material science are studied in specially designed
buildings D and E with large clean rooms and the isolated floorin Kashiwa Campus. On the other hand, the experiments utilizing
the synchrotron radiation are performed at beamline BL07LSU in
SPring-8 (Hyogo). We contribute to construct the next-generationsynchrotron radiation facility at Tohoku.

極限コヒーレント光科学研究センター

板谷研究室

Itatani Group

研究テーマ Research Subjects1

位相制御された高強度極短パルスレーザーの開発

2

軟Ｘ線アト秒パルス発生と原子・分子・固体のアト秒分光

3

強レーザー場中での超高速現象の観測と制御

Observation and control of ultrafast phenomena in strong optical fields

助教 栗原

4

超高速軟Ｘ線分光法の開発

Research Associate
KURIHARA, Takayuki

Development of phase-stable intense ultrashort-pulse lasers

Laser and Synchrotron Research Center

Generation of soft-X-ray attosecond pulse, attosecond spectroscopy ofatoms, molecules, and solids

Development of ultrafast soft X-ray spectroscopy
准教授 板谷貴之

特任助教 水野智也

Project Research Associate
MIZUNO, Tomoya

治郎

Associate Professor ITATANI, Jiro

専攻 Course

板谷研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

高強度極短パルスレーザーの開発と、強レーザー場下におけるフェムト秒からアト秒領域の超高速現象に関する研究を
位相制御された高強度極短パルスの発生と、気体媒質での高次高調波発生を利用したアト秒軟 X 線パルス発生に関する研究開発を行っている。また、チタンサファイアレーザーを超えた次世代極短パルスレーザー光源を目指して要素技術の開発も進めている。光源利用に関しては、アト秒軟Ｘ線パルスの超高速分光応用、原子・分子・固体中での高強度光電場で駆動された非線形光学現象に関する研究を主に行っている。
位相制御された高強度極短パルス光源を基盤技術とした波長変換により、テラヘルツから軟 X 線までをカバーした超高速

Itatani Group行っている。光源開発に関しては、可視から中赤外領域でのWe work on the development of intense ultrashort-pulse light sources
and their applications to ultrafast spectroscopy of strong-field-driven
processes on the femtosecond to attosecond scales. Regarding the R&D
of light sources, we focus on the generation of waveform-controlledintense optical pulses from visible to mid infrared spectral ranges, andthe generation of soft-X-ray attosecond pulses using the physics of highharmonic generation. Furthermore, we develop the building blocks ofnext-generation light sources to break the limit of current Ti:sapphirelaser-based technologies. Based on these novel light sources andtechniques, we develop attosecond soft-X-ray spectroscopy and otherultrafast methodology to explore field-driven nonlinear processes ofatoms, molecules, and solids. Our waveform-controlled intense lightsources and related technologies are expected to realize novel ultrafast
spectroscopy that cover an extremely broad spectral range from THz
to soft X rays. We aim to observe and control ultrafast dynamics of
non-equilibrium states of matters through various freedoms.

分光が実現可能であり、物質の非平衡状態における動的過程
を様々な自由度を通して実時間観測し、さらには光で制御することを目指している。

アト秒軟 X 線パルスを用いた NO 分子の過渡吸収分光。(a) 実験配置。(b) 軟 X
線パルスのスペクトル。(c) NO 分子のエネルギー準位。(d) 観測された過渡吸収
スペクトル。(e) 定常状態での吸収スペクトル。

高強度光電場でトンネルイオン化した Xe 原子から放出され、再散乱した光電子の運動量分布。(a) はキャリア・エンベロープ位相が 0 の場合、(b) は 0.4πの場合。
HCO(n) は、異なる電子軌道を示す。

Transient absorption spectroscopy of NO molecules using soft-X-ray attosecond pulses. (a)Experimental setup. (b) Spectrum of attosecond pulses. (c) Relevant energy levels of NO
molecules. (d) Observed transient absorption spectra. (e)Absorption spectra of the NO
molecules at the ground state without excitation.

Photoelectron momentum distribution of tunnel ionized Xe atoms. Due to the rescattering
process, the photoelectrons are accelerated with a strong dependence on the carrier-envelope phase. HCO(n) shows the electron trajectories at different half cycles as indicated in
the insets.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/itatani_group.html

ISSP Digest 2022

77

凝限
極
縮コ
系ヒ
物ー
性レ
研ン
究ト
部光
門科学Division
研究セ
ンター Matterof Condensed
Science
Laser
and Synchrotron Research Center

岡﨑研究室

Okazaki Group

研究テーマ Research Subjects
1

高次高調波レーザーを用いた時間分解光電子分光装置の開発

2

光励起状態からの物質中の電子の緩和機構の解明、光誘起超伝導の直接観測

Development of a time-resolved photoemission apparatus utilizing highharmonic generation from a ultrashort-pulse laser

Mechanisms of electron relaxation from photo-excited states and lightinduced superconductivity

3

助教 鈴木

極低温超高分解能レーザー角度分解光電子分光による非従来型超伝導体の機構解明

Mechanisms of unconventional superconductivities by ultralow
temperature and ultrahigh resolution laser-based angle-resolved
photoemission spectroscopy

剛

Research Associate
SUZUKI, Takeshi

准教授 岡﨑浩三

Associate Professor OKAZAKI, Kozo

専攻 Course

岡﨑研究室

新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

角度分解光電子分光は物質中の電子の運動量とエネルギーの分散関係 ( バンド構造 ) を直接観測できる強力な実験手法

Okazaki Groupであるが、フェムト秒レーザーをポンプ光、その高次高調波をプローブ光として用いることで、非平衡状態におけるバンド構造の過渡特性も観測できるようになる。本研究室では、レーザー開発の研究室と共同で高次高調波レーザーを用いた
時間分解光電子分光装置の開発・改良を進め、時間分解光電
子分光によって、光励起状態からの電子の緩和過程の直接観測、光誘起相転移に伴う電子状態の変化の直接観測等を行い、励起状態からの電子の緩和機構の解明や光誘起超伝導の直接観測による実証を目指している。また、エネルギー分解能
70 μeV、最低測定温度 1 K という世界最高性能を有するレー
ザー角度分解光電子分光装置を用いて、非従来型超伝導体の電子構造、超伝導ギャップ構造を直接観測することで非従来

Angle-resolved photoemission spectroscopy is a very powerfulexperimental technique that can directly observe a dispersion relation
between momentum and energy (band structure) of the electrons insolid-state materials, whereas by utilizing a femtosecond laser as
pumping light and its high harmonic generation (HHG) as probing light,
we can observe ultrafast transient properties of the band structure in a
non-equilibrium state. In our group, we are developing and improving
a time-resolved photoemission apparatus that utilizes high harmonic
generation of an ultrashort-pulse laser in collaboration with laser
development groups, and aiming for understanding the mechanismsof electron relaxation dynamics from photo-excited states anddemonstration of photo-induced superconductivity by direct observationsof transient electronic states using pump-probe type time-resolved
photoemission spectroscopy (TRPES). In addition, we are aiming forunderstanding the mechanisms of unconventional superconductivity bydirect observations of the electronic structures and superconducting-gap
structures of unconventional superconductors with a laser-based angleresolved photoemission apparatus with a world-record performance that
achieves a maximum energy resolution of 70 μeV and lowest coolingtemperature of 1 K.

型超伝導の機構解明を目指している。

高次高調波レーザーを用いた時間分解光電子分光装置の概略図
Schematic diagram of a time-resolved photoemission apparatus utilizing a femtosecond
laser and its high harmonic generation.

高次高調波レーザー時間分解光電子分光で観測された励起子絶縁体 Ta2NiSe5 における光誘起絶縁体 - 金属転移 a, b はそれぞれ、光励起前、光励起後のスペクトルPhoto-induced insulator-to-metal transition in an excitonic insulator Ta2NiSe5 observedby HHG laser TRPES. a, b. Spectra before and after pump, respectively.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/okazaki_group.html

78

ISSP Digest 2022

凝限
極
縮コ
系ヒ
物ー
性レ
研ン
究ト
部光
門科学Division
研究セ
ンター Matterof Condensed
Science
Laser
and Synchrotron Research Center

木村研究室

Kimura Group

研究テーマ Research Subjects
1

超精密加工・計測法を活用した高精度 X 線光学素子の開発

2

X線自由電子レーザーによる液中試料フェムト秒イメージング

3

位相回復計算を利用したレンズレスイメージング

Development of high-precision X-ray optical devices using ultraprecision fabrication and measurement techniques
Femtosecond imaging of samples in liquids using X-ray free-electron
lasers助教 竹尾

Lens-less Imaging Using Phase Recovery Calculation

陽子

Research Associate
TAKEO, Yoko

准教授 木村隆志

Associate Professor KIMURA, Takashi

専攻 Course

木村研究室

工学系物理工学
App. Phys., Eng.

X 線自由電子レーザーや放射光、高次高調波といった先端
X 線光源を利用した、新たな顕微イメージング技術の開発に
原子レベルに迫る超精密加工・計測技術や電子ビームリソ
グラフィなどの半導体製造プロセスを組み合わせ、様々な種類の新規 X 線光学素子を設計・作製している。具体的には、
X 線用の超高精度集光ミラーや分光光学素子、溶液中試料計
測のためのマイクロ流路デバイスなどのほか、計算機を利用したレンズレスイメージングのための位相回復アルゴリズムの開発を現在行っている。先端 X 線光源と超精密 X 線光学素子を組み合わせたイメージングによって、生物・非生物を問

Kimura Group

取り組んでいる。

We are developing new micro-imaging techniques using advanced X-ray
sources such as X-ray free-electron lasers, synchrotron radiation andhigh-order harmonics.
We design and fabricate various types of novel X-ray optical elementsby combining ultra-precise fabrication and measurement technologies
at the atomic level with semiconductor fabrication processes suchas electron beam lithography. Specifically, we are developing ultraprecise focusing mirrors and spectroscopic optical elements for X-rays,
microfluidic devices for measuring samples in solution, and phase
recovery algorithms for computer-aided lens-less imaging. By combining
advanced X-ray light sources with ultra-precise X-ray optical elements,
we aim to open up new science by linking mesoscopic microstructuresand physical properties with unprecedented spatial and temporal
resolution in organic and non-organic materials.

わず、メゾスコピックな微細構造と物性の関係を従来にない
空間的・時間的分解能で結びつけ、新たなサイエンスを切り拓くことを目指している。

SPring-8 の BL07LSU に構築した軟 X 線タイコグラフィ装置 CARROT(Coherent
Achromatic Rotational Reflective Optics for pTychpgrahy)。 全 反 射 ウ ォ ル タ ー
ミラーを利用した光学系を導入することにより、様々な波長の軟 X 線で試料を50 nm 程度の分解能でイメージングすることが可能である。
Soft X-ray ptychography system CARROT (Coherent Achromatic Rotational Reflective
Optics for pTychpgrahy). We constructed this achromatic soft X-ray imaging system with50 nm spatial resolution at BL07LSU of SPring-8.

タイコグラフィにより計測した哺乳類細胞の軟 X 線位相像。細胞内の微細構造を薄片化することなく透過観察することが可能である。
Soft X-ray phase image of a mammalian cell measured by ptychography. Intracellular
structures can be observed in transmission without thinning.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/kimura_group.html

ISSP Digest 2022

79

凝限
極
縮コ
系ヒ
物ー
性レ
研ン
究ト
部光
門科学Division
研究セ
ンター Matterof Condensed
Science
Laser
and Synchrotron Research Center

小林研究室 Kobayashi Group
研究テーマ Research Subjects
1

超短パルスレーザーシステムの研究開発及びレーザーの超精密制御

2レーザー加工の学理

3

医療応用中赤外分子分光

Development and precise control of ultrashort pulse laser systems

4

Fundamental understanding on laser processing
助教 谷Precision spectroscopy of molecules for medical applications

峻太郎

Research Associate
TANI, Shuntaro

サイバーフィジカルシステム
Cyber-Physical System

教授 小林

特任助教 櫻井治之

Project Research Associate
SAKURAI, Haruyuki

洋平

Professor KOBAYASHI, Yohei

専攻 Course

小林研究室

工学系物理工学
App. Phys., Eng.

最先端レーザーの研究開発とそれを用いた精密・高強度光科学の研究を行っている。特に超短パルスレーザーと超狭帯

Kobayashi Group域レーザーとの融合領域である光周波数コムおよびその応用手法の開発と、超短パルス・ハイパワーレーザーを用いたレーザー加工の学理の構築を中心課題としている。レーザー光源
開発は Yb ドープセラミックやファイバーの技術を基に、超高繰り返し、超高平均パワーのレーザーシステムを近赤外、中赤外、紫外、真空紫外の波長領域において展開する。超高繰り返しの方向では世界最小のカーレンズモード同期レーザーを保有する。フェムト秒レーザーをベースとした高輝度
コヒーレント真空紫外光での光電子分光や呼気診断を目指した医療応用の中赤外超精密分子分光を行っている。レーザーWe are developing advanced laser technologies and their applications.
Both ultimate technologies of ultrashort pulse generations and ultra
narrow-band laser generations were mixed, the optical frequency
comb then was born. It opened up a new research area such as carrierenvelope-phase dependent phenomena, attosecond physics, and precision
spectroscopy by using a femtosecond light source. It also realized thehigh-repetition and high-intensity physics. It could create wide field of
applications in the physics, metrology, medical science, and astronomy.
We are developing an Yb-fiber laser-base optical frequency comb, XUV
frequency comb, and high-power fiber chirped pulse amplifier system forthese applications. The high-repetition-rate laser system will be applied
for a calibration of a spectrograph in an observatory or an arbitrary
waveform generation in an optical field, or a breath diagnosis.
In addition, we are studying the fundamental processes of laser
processing and bridging the gap between them and industrial
applications. We would like to know “How is a material cut?”

加工の素過程となる光と物質の相互作用において、レーザー
加工の学理構築に取り組んでいる。 なぜものは切れるのか？
を知りたい。

光周波数コムによる原子分光。自作超高エネルギー分解分光器と超高繰り返し
モード同期レーザーとの組み合わせにより縦モードが分離された分光が可能となった。図はメタステーブル He の縦モード分解分光の例。

レーザー加工過程のサブピコ秒時間分解測定
Measurement of laser processing dynamics with sub-picosecond time resolution.

Optical frequency comb based ultra-high precision spectroscopy. The combination ofultra-high repetition-rate laser and ultra-high resolution spectrograph makes it possible toresolve each comb tooth to detect the meta-stable He atom.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/kobayashi_group.html

80

ISSP Digest 2022

凝限
極
縮コ
系ヒ
物ー
性レ
研ン
究ト
部光
門科学Division
研究セ
ンター Matterof Condensed
Science
Laser
and Synchrotron Research Center

近藤研究室

Kondo Group

研究テーマ Research Subjects
1

極限レーザーを励起光源とする超高分解能角度分解光電子分光装置の開発Development of a laser-excited ARPES system with ultra-high energy
resolution2

角度分解・スピン分解・時間分解光電子分光で見る超伝導やトポロジカル量子相Superconductivity and topological quantum phase investigated byangle-, spin-, and time-resolved photoemission spectroscopy

3

助教 森

亮

Research Associate
MORI, Ryo

放射光を利用した光電子分光で研究する強相関電子系物理

Strongly correlated physics studied by photoemission with synchrotron
radiation
准教授 近藤猛

Associate Professor KONDO, Takeshi

専攻 Course

近藤研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

固体中の電子が描くバンド構造は、あらゆる電子物性を理解する上での基礎を与える。角度分解光電子分光は、光で励グすることでバンド構造を可視化する強力な実験手法である。
この技術をベースとして、バンドが持つスピン構造を同定したり、パルス光で制御する非平衡ダイナミクスをフェムト秒
スケールで観測することで、多彩な電子物性がバンド構造を通して見えてくる。当研究室では、このような卓越した光電子分光技術を駆使して、( 高温 ) 超伝導体、重い電子系や電子相関系物質、トポロジカル量子相、固体表面や薄膜で制御する量子井戸構造などの電気磁気物性を、直接観察で得られる
バンド構造を舞台に研究する。さらには、極限レーザー光源
及びそれを用いた高精度な光電子分光装置を開発し、フェルミ準位極近傍の微細な電子構造 ( エネルギーギャップや素励

Kondo Group

起する光電子を角度及びエネルギーの関数としてイメージン

The momentum-resolved band structure provides fundamental
information to understand the electronic properties of materials. The
angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) is a powerful
technique to visualize the band structure by mapping the intensities ofphotoelectrons as a function of angle and energy. With the spin-resolved
technique, we can also identify the spin-polarized character of the band.
In addition, the time-resolved ARPES realized with a pump-probe
technique can track the reordering process of electron system from its
nonequilibrium state. In our laboratory, we utilize these various ARPES
techniques and study the following phenomena: nonconventional
superconductors, heavy fermions, strongly correlated systems,
topological quantum phases, and quantum well states. Furthermore, wedevelop a new ARPES machine capable of achieving both the lowest
measurement temperature and the highest energy resolution in theworld by innovating a 3He cryostat and a laser source. The state-of-art
equipment will enable us to identify even a subtle electronic feature
close to the Fermi level, such as an energy gap and a mode-coupleddispersion, which is typically tied to exotic behaviors of conduction
electrons.

起との相互作用 ) を解明する。

(a) 銅酸化物高温超伝導体 Bi2Sr2CuO6+d の結晶構造。(b) 光電子アナライザー。(c) 角度分解光電子分光実験の模式図。
(d) バンド分散のスナップショット。
(e) バンド構造の全体図。(f) フェルミ面周りで描く超伝導と擬ギャップの競合関係。(g) 超伝導転移温度 (Tc) より高温 ( 黒線 ) と低温 ( 赤線 ) で測定し(f) で模式的に示す赤の領域と対応する。
たフェルミ面周りのスペクトル。(h) (g) で示すスペクトルの Tc 上下での差分。超伝導成分が赤で塗られており、(a)Crystal structure of Bi2Sr2CuO6+d high-Tc superconductor. (b) ARPES analyzer. (c) Diagram of ARPES experiment. (d) Snapshot of dispersion image. (e) Wholeband structure. (f) Competition between superconducting gap and pseudogap. (g) Spectra around Fermi surface below (red) and above (black) superconducting
transition temperature (Tc = 35K). (h) Difference between the curves in (g). (h) Coherent spectral weight is painted with a red color, which is corresponding to the redregion represented in (f).

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/kondo_group.html

ISSP Digest 2022

81

凝限
極
縮コ
系ヒ
物ー
性レ
研ン
究ト
部光
門科学Division
研究セ
ンター Matterof Condensed
Science
Laser
and Synchrotron Research Center

原田研究室

Harada Group

研究テーマ Research Subjects
1

水溶性液体の電子状態とミクロ不均一性、固液界面の相互作用に関する研究
Electronic structure analysis of aqueous solutions to study
microheterogeneity and interaction at solid-liquid interfaces

2

電 池 触 媒 、電 池 電 極 の 表面反応解析、電気化学反応、光触媒反応
解析、金属タンパク質の機能解析のためのその場分析手法の開発

Development of in situ soft X-ray spectroscopy for surface reactionof battery catalysts and electrodes, electrochemical reaction,
photocatalytic reaction and functionality of metalloproteins3

軟Ｘ線発光分光の超高エネルギー分解能化と時間分解分光のための基礎光学研究原田研究室

Basic study on ultrahigh energy resolution optics for soft X-ray
emission and time-resolved spectroscopy

当研究室では、世界最高輝度のＸ線源である SPring-8 において ‘ 軟Ｘ線 ’ と呼ばれる光を用いて新しい分光法を開拓し、Harada Group

物質の電気的、磁気的性質、光学応答を司る電子状態をその成因に遡って調べる研究を行っている。特に光散乱の一種である軟Ｘ線発光分光の将来性に着目し、モット絶縁体、新規
高温超電導体等の強相関物質における素励起（結晶場励起、
スピン励起、マグノン励起、電荷密度波励起、軌道波励起など）の直接観測とその成因の研究、水溶性液体、固液界面の電子状態とミクロ不均一性の観測、電池触媒、電池電極の表
面反応解析、光触媒反応解析のためのその場分析装置の開発、
金属タンパク質の電子状態解析など、軟Ｘ線発光分光を適用しうるあらゆる物質群を研究対象としている。また基礎光学

久雄

Research Associate
KIUCHI, Hisao

強相関物質における素励起（結晶場励起、スピン励起、
マグノン励起、
電荷密度波励起、軌道波励起）の直接観測とその成因の研究
Study on the origin and observation of elementary excitations (crystal
field excitation, spinon, magnon, charge density wave, orbiton) instrongly correlated materials

4

助教 木内

教授 原田

慈久

Professor HARADA, Yoshihisa

専攻 Course
新領域物質系
Adv. Mat., Frontier Sci.

We explore the origin of the electronic structure of materials
responsible for their electronic, magnetic and optical property using
intense and energy tunable X-ray source: SPring-8, one of the mostbrilliant synchrotron facilities in the world. We have developed novel
spectroscopies for material science in ‘soft’ X-ray region. We areleading the world’s soft X-ray emission spectroscopy, a kind of lightscattering promising for electronic structure analyses of liquids andoperando spectroscopy of a variety of catalysts. Our topics include a
study on elementary excitations (crystal field excitation, spinon, magnon,
charge density wave, orbiton etc.) in strongly correlated materials like
Mott insulators and novel high-Tc superconductors, electronic structure
analysis of aqueous solutions, interaction at solid-liquid interfaces,
the surface reaction of battery catalysts and electrodes, electronic
structure analysis of reaction center in metalloproteins, electrochemicaland photocatalytic reactions. We also explore basic study on highperformance soft X-ray absorption and emission spectroscopy for the
next generation synchrotron light source.

研究として次世代高輝度放射光源に向けた軟Ｘ線吸収・発光分光の超高性能化のためのＲ＆Ｄを行っている。

当 研 究 室 が SPring-8 の 東 京 大 学 放 射 光 ア ウ ト ス テ ー シ ョ ン ビ ー ム ラ イ ン
BL07LSU で独自に開発した 50 meV の高エネルギー分解能を持つ角度分解軟Ｘ
線発光分光装置。

極めて均一かつナノメートルサイズの穴を持つ機能性イオン液晶膜が、特定のイオンを選択的に透過するために「イオンを取り巻く水の水素結合構造を認識している」ことが軟 X 線発光分光で明らかとなった。

High energy resolution soft X-ray angle resolved emission spectrometer constructed at
University of Tokyo outstation beamline BL07LSU in SPring-8.

Soft X-ray emission spectroscopy has revealed that functional ionic liquid crystalline
membranes with extremely uniform, nanometer-sized pores recognize the "hydrogenbonded structure of water surrounding the ions" in order to selectively permeate specificions.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/harada_group.html

82

ISSP Digest 2022

凝限
極
縮コ
系ヒ
物ー
性レ
研ン
究ト
部光
門科学Division
研究セ
ンター Matterof Condensed
Science
Laser
and Synchrotron Research Center

松田巌研究室I. Matsuda Group

研究テーマ Research Subjects1

単原子層におけるディラックフェルミオン

2

X 線自由電子レーザーを用いた非線形 X 線分光の研究

3

オペランド X 線実験による表面上分子・キャリアダイナミク
スの研究

Dirac Fermions in monatomic layers

Study of non-linear X-ray spectroscopy by X-ray free electron laser

助教 堀尾

operando X-ray experiments to study molecule and carrier dynamics at
surfaces4

次世代放射光におけるアンジュレータビームラインの先端技
術開発
Developments of frontier technologies for undulator beamlines of thenext generation synchrotron radiation

眞史

Research Associate
HORIO, Masafumi

教授 松田

巌

Professor MATSUDA, Iwao

専攻 Courses
Phys., Sci.

高輝度放射光、X 線自由電子レーザー、高次高調波発生レー
ザーから発生する真空紫外線〜軟 X 線を用いた吸収分光・光電子分光・非線形分光の技術開発をし、完成した先端分光装するオペランド実験を実施している。光源それぞれの特性を利用してフェムト秒からミリ秒まで各時間スケールでの動的変化をリアルタイムで追跡してそれぞれの詳細を明らかにすると共に、時系列情報をつなぎ合わせて動的現象の全貌も理解する研究を推進している。研究室では主にディラック電子系を有した単原子層や強相関物質の表面／界面系を対象とし、その物性および機能性の研究を行っている。 放射光施設
SPring-8 軟 X 線ビームライン BL07LSU を管理・運営し、次Chem., Sci.

We have developed advanced techniques for absorption spectroscopy,
photoelectron spectroscopy, and nonlinear spectroscopy using vacuum
ultraviolet rays to soft X-rays, generated from high-intensity synchrotron
radiation, X-ray free electron lasers, and high-order harmonic generation
lasers. With our completed spectroscopy systems, we have conducted
operando experiments to “in situ” observe any changes of the material
states under the operation conditions of functionalities. Using thecharacteristics of each light source, the dynamic changes in each timescale from femtoseconds to milliseconds are tracked in real time toclarify the details and a series of the temporal information is chronicallyconnected to capture the whole picture of the dynamic phenomenon.
In our laboratory, we are mainly studying physical properties andfunctionalities of monoatomic layers with exotic Dirac Fermions andat surfaces/interfaces of strongly correlated materials. We manageand operate high-brilliant soft X-ray beamline BL07LSU at SPring-8.
We are also devoting ourselves in constructions of beamlines for the
next-generation synchrotron radiation facility.

I. Matsuda Group置を使って材料の動作下における状態変化を「その場」観測

理学系化学

松田巌研究室理学系物理学

世代放射光施設のビームライン建設にも携わっている。

本研究室で合成および測定した原子層のコレクション。それぞれ特有のディラッ
ク電子系を成しており、電子状態とキャリアダイナミクスを詳細に調べた。

GaFeO3 結晶からの軟 X 線第２次高調波発生 (SHG) と元素共鳴効果の観測。(a) X
線自由電子レーザー施設 SACLA BL-1 での実験の様子。(b)Fe 3p の吸収スペクト
ル。入射光 , I0, に対する (c) 基本波と (d,e) SHG 波の依存性。

A collection of monatomic layers with various types of Dirac Fermions that are synthesized and examined in our group.

The soft X-ray second harmonic generation (SHG) and the Fe 3p resonant effect in the
GaFeO3 crystal using free electron laser. (a) The measurement set-up and (b) the absorption spectrum. Intensity, I, of (c) the fundamental (ħω = 27.5 eV), (d,e) SHG (2ħω = 55
and 53eV) with respect to the incident intensity, I0.

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/i._matsuda_group.html

ISSP Digest 2022

83

凝限
極
縮コ
系ヒ
物ー
性レ
研ン
究ト
部光
門科学Division
研究セ
ンター Matterof Condensed
Science
Laser
and Synchrotron Research Center

松永研究室

Matsunaga Group

研究テーマ Research Subjects1

高強度位相安定テラヘルツ - 中赤外パルス光源開発及び検出技
術開発

Development of intense, phase-locked terahertz-mid infrared pulse
generation and detection technique2

光電場で強励起された非平衡多体系の超高速ダイナミクスの研究Ultrafast nonequilibrium dynamics of many-body systems in solids
driven by strong light field

3

超伝導や反強磁性における集団励起及び異常応答の解明と光制御

4ディラック / ワイル半金属における巨大非線形応答と高速エレクトロニクス / スピントロニクス

助教 神田

夏輝

Research Associate
KANDA, Natsuki

Study and control of collective excitations and anomalous responses insuperconductivity and antiferromagnetism

Giant nonlinear responses in Dirac/Weyl semimetals for high-speed
electronics and spintronics

准教授 松永隆佑

Associate Professor MATSUNAGA, Ryusuke

専攻 Course

松永研究室

理学系物理学
Phys., Sci.

テラヘルツから中赤外・近赤外・可視域にわたるコヒーレ
ント光源を用いて、物質の光応答と光電場によって誘起されMatsunaga Groupる非平衡状態の性質を調べている。特にテラヘルツ周波数帯のフォトンエネルギーは数 meV 程度であり、物性物理において重要なフェルミ面近傍の電磁応答を調べることができる
重要な実験手法となっている。さらに近年開発された極めて高い電場尖頭値を持つ高強度テラヘルツ波を駆使することで、
低エネルギーの素励起を共鳴的に強く励起する、あるいは物質中の素励起よりもさらにエネルギーの低い光電場による非共鳴的励起によってコヒーレントな相互作用を調べることが可能である。テラヘルツ発生及び検出技術と非線形分光測定手法を開発するとともに、超伝導や反強磁性のような多体系

We investigate light-matter interactions and dynamics of light-induced
nonequilibrium phenomena in a variety of materials by utilizing terahertz
wave, mid- and near-infrared, and visible coherent light sources based on
ultrafast pulsed laser technology. Especially terahertz spectroscopy can
unveil low-energy electromagnetic responses of materials on the orderof millielectronvolts which include essential information for dynamical
motions of electron, phonon, or spin degrees of freedom in condensed
matter physics. Recently-developed intense terahertz pulse generation
technique has also opened a new pathway toward optical control ofmaterials by strong resonant or off-resonant excitation by light field. In
addition to the development of phase-stable terahertz generation anddetection technique and novel nonlinear spectroscopy scheme, we study
cooperative behaviors in many-body systems like superconductivity or
antiferromagnetism and giant nonlinearity in topological semimetals,
and seek hidden transient phases of matters in nonequilibrium system toreveal the functionalities of materials for fast electronics and spintronics
in terahertz frequency.

の秩序に現れる集団励起や、トポロジカル半金属において巨大に現れる非線形応答など、非平衡状態で現れる物質の新たな状態を調べ、その機能性を明らかにする。

高強度テラヘルツパルス発生および位相安定中赤外パルス発生に用いるフェム
ト秒再生増幅パルスレーザーシステム

テラヘルツ電磁応答および Hall 伝導測定に用いる透過・反射・偏光回転精密計
測システム

Regenerative-amplified femtosecond pulse laser system for intense terahertz wave generation and phase-locked mid-infrared light generation

Transmission, reflection, and polarization rotation spectroscopy system for terahertz electromagnetic response and Hall conductivity measurements

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/matsunaga_group.html

84

ISSP Digest 2022

凝限
極
縮コ
系ヒ
物ー
性レ
研ン
究ト
部光
門科学Division
研究セ
ンター Matterof Condensed
Science
Laser
and Synchrotron Research Center

ボーヴェンジーペン研究室

Bovensiepen Group

外国人客員教授 ボーヴェンジーペン

ウヴェ

Visiting Professor BOVENSIEPEN, Uwe

超高速分光法により、熱平衡に近い、または熱平衡からはかけ離れた固体物質系における微視的な相互作用メカニズム
修正を提供する一方、後者は物質における新しい状態の探索の機会を与える。特に、構造相転移や界面間の電子およびエネルギーの移動などの問題が興味深い。本質的には、基本的な相互作用が働いた際に、電子構造や幾何構造におけるこれ
らの過程の影響を解析する。我々の研究では、時間・角度分
解光電子分光や軟 X 線分光などのポンププローブ実験を、ドイツのデュイスブルクにある研究所と、X 線自由電子レーザーなどの施設でそれぞれ使用する。
物性研究所では、低次元材料、特に電荷密度波物質の光学

Bovensiepen Group

的に駆動される構造相転移に取り組む。そのような系では、ボーヴェンジーペン研究室を解析することができる。前者は静的分光法に対して精細なUltrafast spectroscopy allows to analyze microscopic interaction
mechanisms in condensed matter systems close to and far out ofthermodynamic equilibrium. While the first provides sensitive
amendments to static spectroscopy, the latter grants opportunities to
explore novel states of matter. Interesting problems are, among others,
structural transitions, electron and energy transfer across interfaces.
Essentially, we analyze the effect of these processes on the electronic
and geometric structure while the fundamental interactions act. In
our research we use pump-probe experiments like time- and angleresolved photoelectron spectroscopy and soft x-ray spectroscopy in ourlaboratories located in Duisburg, Germany, and user facilities like x-ray
free electron lasers, respectively.
At the Institute for Solid State Physics, I am working on optically driven
structural transitions in low-dimensional materials, in particular charge
density wave compounds. In such systems optical excitation can either
suppress or enhance structural order, and together with my host, we aim
at understanding and potentially controlling these trends.

光励起は構造秩序を抑制または促進することができるが、ホスト所員と共に、これらの傾向を理解し、潜在的に制御することを目指す。

ISSP Digest 202285

極限コヒーレント光科学研究センター

軌道放射物性研究施設 / 播磨分室
Synchrotron Radiation Laboratory / Harima Branch

軌道放射物性研究施設（SOR 施設）は高輝度放射光を利用

Laser and Synchrotron Research Center

した先端物性研究や実験技術の開発研究を行っている。播磨
分室では、SPring-8 に世界最高性能の高速偏光スイッチング
軟Ｘ線アンジュレータビ−ムライン（東京大学放射光アウト
ステーション物質科学ビームライン BL07LSU）を整備し、雰
囲気光電子分光ステーション、高分解能軟 X 線発光分光ステー
ション、3 次元ナノ ESCA ステーションを常設して全国共同利用実験を実施し、国際共同研究、産学共同研究も積極的に受け入れている。SPring-8 における共同利用は 2022 年度前期までで終了し、2022 年度後期の共同利用は、レーザーを

軌道放射物性研究施設

用いたスピン角度光電子分光や、X 線管を用いた雰囲気光電播/ 磨 分 室

電子分光装置の立ち上げも行っている。

子分光などの実験を実施する。また仙台に建設中の次世代放射光源 NanoTerasu を視野に入れた測定技術の高度化を図り、新たに分光イメージングステーションの R&D も行っている。
一方、柏の E 棟においては、LASOR レーザーグループとの共同研究として、真空紫外・軟 X 線レーザー光源を用いた超高The synchrotron radiation laboratory (SRL) advances novel materials
research by developing soft X-ray spectroscopic techniques using thehigh-brilliance synchrotron radiation source. In the Harima Branch, wehave the world's highest performance fast polarization-switching soft
X-ray undulator beamline (University of Tokyo Synchrotron Radiation
Outstation Beamline) at SPring-8 BL07LSU, which is equipped with
ambient pressure photoemission spectroscopy, three-dimensional
nano-ESCA, and high-resolution soft X-ray emission spectroscopy
stations. We actively accept joint research projects includinginternational and industrial collaborations. Joint Research at SPring-8
will end in the first half of FY2022, and in the second half of FY2022,
laser-spin angle-resolved photoemission spectroscopy and ambientpressure X-ray photoelectron spectroscopy using X-ray tubes will be
conducted. We are also working on the R&D of a new spectroscopic
imaging station to advance our measurement techniques for the next
generation synchrotron radiation NanoTerasu. In the E-buildingat Kashiwa, an ultra-high resolution spin-resolved photoemission
spectrometer equipped with the VLEED spin detector, is under operationand open for joint research using vacuum ultraviolet and soft X-ray laser
sources developed by the LASOR laser group. We are also starting up atime-resolved photoemission spectroscopy system moved from SPring-8
to the E-building.

分解能スピン偏極光電子分光装置を建設し、全国共同利用に供している。現在、SPring-8 より E 棟に移設した時間分解光

Synchrotron Radiation Laboratory / Harima Branch

施設長 原田 慈久
Leader HARADA, Yoshihisa
副施設長 松田 巌
Deputy Leader MATSUDA, Iwao

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/sor.html

86

ISSP Digest 2022

ISSP Digest 2022

87

共通施設
Supporting Facilities

物性研究所には研究活動を円滑に進めていくための共通施設が設けられている。低温実験に不可欠な液体ヘリウムや液体窒素を製造・供給する低温液化室、様々な機械工作を行う工作室、X 線装置や放射性試料の管理を行う放射線管理室、本や雑誌を多数取り揃え、科学文献や情報の供覧・管理を行う図書室などがある。2022 年から微細加工等を行う量子物質ナノ構造ラボが開設され、さらに充実した。
ISSP provides various facilities to support research activities such as the cryogenic service laboratory for supplying liquid helium and liquid nitrogen,the machine shop for various machining, and the radiation safety laboratory for safety in experiments that utilize X-ray, γ-ray and radioactive
materials, and the library. In addition, by opening the Laboratory of Nanoscale Quantum Materials in 2022, ISSP has enriched our capacity for
research and experimentation including nanofabrication among others.

量子物質ナノ構造ラボ
Laboratory of Nanoscale Quantum Materials
運営委員長 勝本信吾

Chairperson : KATSUMOTO, Shingo

助教

遠藤

彰

Research Associate : ENDO, Akira

技術専門職員

橋本

義昭

Technical Specialist : HASHIMOTO, Yoshiaki

2022 年 3 月に開設された量子物質ナノ構造ラボでは、所内外で合成された新奇物質を、微細加工技術やその他のデバイス化技術を用いて様々に加工している。更に、そこに生じる新しい量子現象を、ラボ内の計測システムや所内の先端計測を用いて探索することへ直結させることをミッションとしている。ラボスタッフは随時加工相談を受け付け、受注した加工を様々な手法で遂行する。一方、所内ユーザーは、使用法講習を受けることで、自ら各装置を利用することができる。
At the Laboratory of Nanoscale Quantum Materials opened in March 2022, novel materials synthesized inside/outside the institute are processed using
nanofabrication and device-making technologies. The further mission is to connect such devices to the advanced measurements in the institute andfindings of new quantum phenomena. The lab staffs accept consultations and carry out the ordered processes. On the other hand, the users inside theinstitute who took the due courses of training can utilize the corresponding process machines by themselves.
主要設備
電子線描画装置、集束イオンビーム加工装置、
マスクレスフォトリソグラフィ装置、原子層堆積装置
Main Facilities
Electron beam lithography machine, Focused ion beam processing machine,
Maskless photolithography machine, Atomic layer deposition machine

電子線描画装置 ( エリオニクス )。最高加速電圧は 75 kV。
ビーム径は 2 nm。
Electron beam lithography machine (Elionix). The highest acceleration
voltage is 75 kV. The beam diameter is 2 nm.

88

ISSP Digest 2022

共通施設
Supporting Facilities

低温液化室
Cryogenic Service Laboratory
低温委員長 山下

穰

Chairperson : YAMASHITA, Minoru

技術専門職員土屋光

Technical Specialist : TSUCHIYA, Hikaru

技術専門職員鷺山玲子

一般技術職員Technical Specialist : SAGIYAMA, Reiko

清水

未来

Technical Associate : SHIMIZU, Miku

低温液化室は液体ヘリウムと液体窒素の供給、および低温技術に関するサービスや柏キャンパス全体の高圧ガスボンベの管理を行っている。液体ヘリウムは研究者や学生の物性研究のために供給される。蒸発したヘリウムガスを回収し、精製して再液化する。2021 年度の液体ヘリウムの生成量と供給量はそれぞれ約 242,000 L、160,000 L である。液体窒素は外部より購入し、供給している。2021 年度の液体窒素の使用量は 825,000 L となっている。
Cryogenic Service Laboratory supplies liquid helium and liquid nitrogen, provides general services concerning cryogenic techniques, and manages
high-pressure gas cylinders for the researchers and the students in Kashiwa Campus. The laboratory has its own liquefiers to produce liquid helium
from the evaporated helium gas that is recovered and purified for recondensing. The recondensed liquid helium is transferred from a 10,000 L storage
vessel to various small storages for users by using a centrifugal immersion pump system. The liquid nitrogen is purchased from outside manufacturer.
In the fiscal year 2021, liquid helium of 242,000 L was produced, of which 160,000 L was supplied to users, and liquid nitrogen of 825,000 L wassupplied.
主要設備

Main Facilities

ヘリウム液化装置Ⅰ（リンデ )ヘリウム液化装置Ⅱ（リンデ )液体ヘリウム貯槽
液体窒素貯槽
回収用ヘリウムガス圧縮機
遠心式ヘリウム汲上ポンプ

Helium liquefier system Ⅰ (Linde)
Helium liquefier system Ⅱ (Linde)
Liquid helium storage vessel
Liquid nitrogen storage tanks
Heloum gas recovery compressor
Centrifugal liquid helium pump system

200 L/hr
233 L/hr
10,000 L
20,000 L
190 m3/hr
20 L/min

ヘリウム再液化事業
世界的なヘリウム需要の高まりによる学術機関への影響を緩和するため、物性研が所有するヘリウム液化装置の利用を学外にまで拡大した再液化事業を 2019年より開始した。持ち込まれたヘリウムガスの精製・再液化を行い、液体ヘリウムを提供する。
これにより、限られた資源であるヘリウムの回収・精製・再液化が広がることを期待する。2020-2021年度は 8,235リットル（6件）の液体ヘリウムを供給した。

ヘリウム液化機、貯槽及び遠心汲み上げポンプ
Helium liquefier, storage, and transfer system

Helium Liquefying Service
The continuous increase of the world-wide demands of the scarce natural gas ofhelium causes the repeated crises in obtaining helium gas for academic institutions,requiring actions for the promotion of recycling helium gas. Since 2019, Cryogenic
Service Laboratory opens the use of the helium liquefier system for business outside
the University of Tokyo. The helium gas brought by external users is liquefied after
purifications, providing liquid helium for the external users. This service is expected toadvance the recycle of helium gas that is otherwise vented to air. FY2020-2021, 8,235
liters of liquid He supplied for 6 projects.

工作室
Machine Shop
工作委員長 金道
Chairperson : KINDO, Koichi

浩一

技術専門員 川口

孝志

Senior Technical Specialist : KAWAGUCHI, Koushi

技術補佐員 村貫静二

Technical Staff : MURANUKI, Seiji

技術補佐員 岡部清信

Technical Staff : OKABE, Kiyonobu

工作室は、研究上緊急を要する工作物の加工、研究用の特色ある装置と部品の製作
及びその改良、そして装置設計の相談と助言を行っている。また、研究者自らが研究に必要な機械工作を行うための研究者工作室も設置されている。
The machine shop consists of a metal shop and a researcher’s machine shop, which are equipped withvarious facilities for designing metal. They supply researchers required various original devices andinstruments.
主要設備
機械工作室 ： 5 軸制御マシニングセンター、NC 旋盤、操作フライス盤
研究者工作室 ： 万能旋盤、精密小型旋盤、フライス盤、ボール盤
Main Facilities
Metal Shop： Five-Axis Universal Machining Center, Numerically Controlled Lathe,
Numerically Controlled Milling Machine
Researcher’s Machine Shop：Universal Lathes, Precision Lathes, Milling Machine

ISSP Digest 2022

89

共通施設
Supporting Facilities

放射線管理室Radiation Safety Laboratory
放射線管理委員長 廣井善二

Chairperson : HIROI, Zenji

特任専門職員野澤清和

Project Specialist : NOZAWA, Kiyokazu

放射線管理室は、物性研究所における放射性物質（U 等 核燃料物質を含む）や放射線発生装置（X 線装置を含む）の取扱において、放射線取扱者の放射線障害を防止し、安全を確保することを目的として設置されている。そのため、放射線取扱に関わる全所的な放射線管理業務として、放射性物質や放射線発生装置の新規使用、変更及び廃止に伴う法律手続き、監督官庁に提出する放射線管理報告書等の作成、放射線管理区域の線量測定、X 線装置等の定期検査の実施及び放射線取扱者の被ばく線量や特別健康診断の記録、放射線取扱者の教育訓練等を行っている。また、当室には、U、Th などの非密封核燃料物質や 22Na 密封線源を用いた研究などができる実験室や各種放射線（X 線を含む）検出器を備えている。
The aims of this laboratory are to protect researchers from irradiation due to radioactive sources,
X-rays, γ-rays and so on and to provide rooms for radiation experiments and radiochemical operations
by use of unsealed U, Th and sealed 22Na sources. Various types of survey-meters are provided.
主要設備
化学実験室（非密封核燃料物質を解放で扱える物性研究所唯一の実験室）、ポジトロン実験室（22Na 密封
線源を用いた低速ポジトロンビームによる実験が行える）、熱蛍光線量計、Ge 半導体検出器、α線検出器、
液体シンチレーションカウンター、各種サーベイメーター等、汚染検査室（ハンドフットクロスモニターによる汚染の確認）

ハンドフットクロスモニター
The 7ch hand-foot-clothing monitor

Main Facilities
The rooms for radiation experiments and radiochemical operations (unsealed U, Th and sealed 22Na
source), various types of surveymeters, and, 7ch hand-foot-clothing monitor.

図書室

情報技術室

広報室

物性研究所図書室は研究所設立の目的に沿い、所内研究者の研究や大学院生の教育とともに全国の共同利用研究者のために、物性科学を中心に資料を収集して利用に供している。

情報技術室では、物性研究所 LAN および WWW
サーバ（物性研ホームページ）他の各種サーバの管理運用を行い、大学院生を含めた全所内ユーザに提供している。

広報室は、物性研究所の研究成果やアクティビティを広く 一般に情報発信する業務を行っている。

The ISSP Library collects books and journals ofcondensed matter physics, materials science and related
topics, and it provides various services for researchersof joint-use and joint-research as well as inside the
ISSP.

Information Technology Office operates the local area
network in ISSP, and WWW servers for the ISSP home
page (https://www.issp.u-tokyo.ac.jp), and it provides
other servers to support all the users in ISSP.

国際交流室

学生・教職員相談室

ストックルーム

国際交流室では、物性研究所の国際交流・国際化推進に向けた支援を目的として、外国人客員所員
制度等の国際連携制度や国際ワークショップの運
営支援、英文での情報発信、外国人研究員の来日支援などを行っている。

学生・教職員相談室では、個々の相談に応じてさ
まざまな対応を行い、解決策を探る手伝いを行っている。

ストックルームは、回路部品、真空部品など実験に共通して必要とされる消耗品、その他文房具などの共通物品をそろえている。

A broad array of counseling and referral services areprovided to students, faculties and staffs.

Stock room supplies stationery and parts that arecommonly used in research and experiments.

Library

International Lieson Office

To promote the international collaborative researchand the inter nationalization of the Institute, theInternational Liaison Office assists in administrating
ISSP Inter national Collaboration Programs that
includes the visiting professorship program and ISSP
international workshops.

90

ISSP Digest 2022

Information Technology OfficeCounseling Services

Public Relations OfficePublic Relations Office manages and facilitates
disseminating research achievements and activities of
the ISSP widely to the general public.

Stock Room

ISSP Digest 2022

91

運営関係の委員会
Management Committee and Council
役 職

氏 名

所長
副所長

森
𠮷信

研究部門

Title

Name

Director

MORI, Hatsumi

Vice Director

YOSHINOBU, Jun

Division of Condensed Matter Science, Leader

OSADA, Toshihito

Division of Condenced Matter Theory, Leader

KATO, Takeo

Division of Nanoscale Science, Leader

LIPPMAA, Mikk

Functional Materials Group, Leader

INOUE, Keiichi

Quantum Materials Group, Leader

OSHIKAWA, Masaki

Materials Design and Characterization Laboratory, Leader

KAWASHIMA, Naoki

Neutron Science Laboratory, Leader

YAMAMURO, Osamu

International MegaGauss Science Laboratory, Leader

MASTUDA, Yasuhiro H.

Center of Computational Materials Science, Leader

OZAKI, Taisuke

Laser and Synchrotron Research Center, Leader

KOBAYASHI, Yohei

Laser and Synchrotron Research Center, Deputy Leader

AKIYAMA, Hidefumi

Laser and Synchrotron Research Center, Deputy Leader

HARADA, Yoshihisa

Synchrotron Radiation Laboratory, Leader

HARADA, Yoshihisa

Synchrotron Radiation Laboratory, Deputy Leader

MATSUDA, Iwao

初果
淳

Research Divisions

凝縮系物性研究部門主任
物性理論研究部門主任
ナノスケール物性研究部門主任
機能物性研究グループ主任
量子物質研究グループ主任
附属研究施設

長田 俊人
加藤 岳生
リップマー
井上 圭一
押川 正毅

ミック

Research Facilities

附属物質設計評価施設長
附属中性子科学研究施設長
附属国際超強磁場科学研究施設長
附属計算物質科学研究センター長
附属極限コヒーレント光科学研究センター長
副センター長副センター長軌道放射物性研究施設長
副施設長

川島
山室
松田
尾崎
小林
秋山
原田
原田
松田

直輝
修
康弘
泰助
洋平
英文
慈久
慈久
巌

物性研協議会 ISSP Advisory Council
所属

役職/職名

議長
委員
委員
委員
委員
委員
委員
委員

森
𠮷信
大谷
勝本
廣井
染谷
星野
出口

初果
淳
義近
信吾
善二
隆夫
真弘
敦

東京大学物性研究所
東京大学物性研究所
東京大学物性研究所
東京大学物性研究所
東京大学物性研究所
東京大学大学院工学系研究科
東京大学大学院理学系研究科
東京大学大学院新領域創成科学研究科

委員

齊藤

延人

東京大学

所長
副所長
教授
教授
教授
研究科長
研究科長
研究科長
理事・副学長( 研究担当 )

委員

香取

浩子

東京農工大学大学院工学研究院

委員
委員

澤
太田

博
仁

委員

折茂

慎一

委員
委員
委員
委員

細越 裕子
阿波賀邦夫
古原
忠
青木 愼也

委員

瀬戸

氏名

秀紀

委員

山本

委員
委員
委員
委員

長谷川達生
長谷川修司
小形 正男
大越 慎一

浩史

Name

Affiliation

Title/Post

MORI, Hatsumi

ISSP, the University of Tokyo

Director

Member YOSHINOBU, Jun

ISSP, the University of Tokyo

Vice Director

Member OTANI, Yoshichika

ISSP, the University of Tokyo

Professor

Member KATSUMOTO, Shingo

ISSP, the University of Tokyo

Professor

Member HIROI, Zenji

ISSP, the University of Tokyo

Professor

Member SOMEYA, Takao

Graduate School of Engineering, the University of Tokyo

Dean

Chair

Member HOSHINO, Masahiro

Graduate School of Science, the University of Tokyo

Dean

Member DEGUCHI, Atsushi

Graduate School of Frontier Sciences, the University of Tokyo

Dean

Member SAITO, Nobuhito

The University of Tokyo

Executive
Vice President

教授

Member KATORI, Hiroko

The Graduate School of Engineering, Tokyo
University of Agriculture and Technology

Professor

名古屋大学大学院工学研究科
神戸大学分子フォトサイエンス研究センター

教授
教授

Member SAWA, Hiroshi

Graduate School of Engineering, Nagoya University

Professor

Member OHTA, Hitoshi

Molecular Photoscience Research Center, Kobe University

Professor

東北大学材料科学高等研究所所長

Member ORIMO, Shin-ichi

Advanced Institute for Materials Research, Tohoku
University

Director

大阪府立大学大学院理学系研究科
名古屋大学大学院理学研究科
東北大学金属材料研究所
京都大学基礎物理学研究所
高エネルギー加速器研究機構
物質構造科学研究所

教授
教授
所長
所長

Member HOSOKOSHI, Yuko

Graduate School of Science, Osaka Prefecture University

Professor

Member AWAGA, Kunio

Graduate School of Science, Nagoya University

Professor

Member FURUHARA, Tadashi

Institute for Materials Research, Tohoku University

Director

Member AOKI, Shinya

Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University

Director

教授

Member SETO, Hideki

Insutitute for Materials Structure Science, HighEnergy Accelerator Research Organization

Professor
Professor

自然科学研究機構分子科学研究所

教授

Member YAMAMOTO, Hiroshi

Institute for Molecular Science, National Institutcs
of Natural Sciences

東京大学大学院工学系研究科
東京大学大学院理学系研究科
東京大学大学院理学系研究科
東京大学大学院理学系研究科

教授
教授
教授
教授

Member HASEGAWA, Tatsuo

Graduate School of Engineering, the University of Tokyo

Professor

Member HASEGAWA, Shuji

Graduate School of Science, the University of Tokyo

Professor

Member OGATA, Masao

Graduate School of Science, the University of Tokyo

Professor

Member OHKOSHI, Shinichi

Graduate School of Science, the University of Tokyo

Professor

人事選考協議会 Selection Council
氏 名

議長
委員
委員
委員
委員
委員

森
有馬
松川
求
網塚
野原

他、所内委員 5 名

92

ISSP Digest 2022

Name

所属

初果
孝尚
宏
幸年
浩
実

東京大学物性研究所
東京大学大学院新領域創成科学研究科
青山学院大学理工学部
東京大学大学院工学系研究科
北海道大学大学院理学研究院
広島大学大学院先進理工系科学研究科
5 other members from ISSP faculty

Affiliation

Chair

MORI, Hatsumi

ISSP, the University of Tokyo

Member

ARIMA, Taka-hisa

Graduate School of Frontier Sciences, the University of Tokyo

Member

MATSUKAWA, Hiroshi

College of Science and Engineering, Aoyama Gakuin University

Member

MOTOME, Yukitoshi

Graduate School of Engineering, the University of Tokyo

MemberAMITSUKA, Hiroshi

Faculty of Science, Hokkaido University

MemberNOHARA, Minoru

Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University

共同利用施設専門委員会 Advisory Committee for Joint Usage
ISSP Faculty

所内委員

森
初果
𠮷信
淳 
木村 隆志
長田 俊人
長谷川 幸雄リップマー ミック
大谷 義近
廣井 善二
川島 直輝
山室
修
眞弓 皓一
徳永 将史
松田 康弘
尾崎 泰助
小林 洋平
原田 慈久
松田
巌

凝縮系物性研究部門・東京大学物性研究所長
機能物性研究グループ・東京大学物性研究所副所長
附属極限コヒーレント光科学研究センター
凝縮系物性研究部門
ナノスケール物性研究部門
ナノスケール物性研究部門
量子物質研究グループ
附属物質設計評価施設
附属物質設計評価施設
附属中性子科学研究施設
附属中性子科学研究施設
附属国際超強磁場科学研究施設
附属国際超強磁場科学研究施設
附属計算物質科学研究センター
附属極限コヒーレント光科学研究センター
附属極限コヒーレント光科学研究センター
附属極限コヒーレント光科学研究センター

MORI, Hatsumi

Division of Condensed Matter Science, ISSP Director

YOSHINOBU, Jun

Functional Materials Group, ISSP Vice Director

KIMURA, Takashi

Laser and Synchrotron Research Center

OSADA, Toshihito

Division of Condensed Matter Science

HASEGAWA, Yukio

Division of Nanoscale Science

LIPPMAA, Mikk

Division of Nanoscale Science

OTANI, Yoshichika

Quantum Materials GroupHIROI, Zenji

Materials Design and Characterization Laboratory

KAWASHIMA, Naoki

Materials Design and Characterization Laboratory

YAMAMURO, Osamu

Neutron Science Laboratory

MAYUMI, Koichi

Neutron Science Laboratory

TOKUNAGA, Masashi

International MegaGauss Science Laboratory

MATSUDA, Yasuhiro H.

International MegaGauss Science Laboratory

OZAKI, Taisuke

Center of Computational Materials Science

KOBAYASHI, Youhei

Laser and Synchrotron Research Center

HARADA, Yoshihisa

Laser and Synchrotron Research Center

MATSUDA, Iwao

Laser and Synchrotron Research Center

琉球大学理学部
東京大学大学院理学系研究科
京都大学大学院工学研究科
東北大学大学院理学研究科
北海道大学大学院理学研究院
東北大学金属材料研究所
放送大学教養学部
名古屋大学大学院理学研究科
兵庫県立大学大学院理学研究科
京都大学大学院理学研究科
東京大学大学院新領域創成科学研究科
理化学研究所創発物性科学研究センター
名古屋大学大学院理学研究科
広島大学大学院先進理工系科学研究科
大阪大学大学院基礎工学研究科
東北大学大学院理学研究科
東京工業大学科学技術創成研究院
京都大学大学院理学研究科
早稲田大学先進理工学部
大阪大学大学院理学研究科
大阪大学大学院理学研究科附属先端強磁場科学研究センター

HEDO, Masato

Faculty of Science, University of the Ryukyus

KOBAYASHI, Kensuke

Graduate School of Science, the University of Tokyo

KAGEYAMA, Hiroshi

Graduate School of Engineering, Kyoto University

OHGUSHI, Kenya

Graduate School of Science, Tohoku University

YOSHIDA, Hiroyuki

Faculty of Science, Hokkaido University

Member from outside the ISSP

所外委員

辺土
小林
陰山
大串
吉田
野尻
岸根
紺谷
和達
石田
芝内
花栗
寺崎
鬼丸
井澤
若林
東
吉村
溝川
酒井
萩原

正人
研介
洋
研也
紘行
浩之
順一郎
浩
大樹
憲二
孝禎
哲郎
一郎
孝博
公一
裕助
正樹
一良
貴司
英明
政幸

NOJIRI, Hiroyuki

Institute for Materials Research, Tohoku University

KISHINE, Jun-ichiro

The Open University of Japan

KONTANI, Hiroshi

Graduate School of Science, Nagoya University

WADATI, Hiroki

Graduate School of Material Science, University of Hyogo

ISHIDA, Kenji

Graduate School of Scinece, Kyoto University

SHIBAUCHI, Takasada

Graduate School of Frontier Sciences, the University of TokyoHANAGURI, Tetsuo

Center for Emergent Matter Sciencey, RIKENTERASAKI, Ichiro

Graduate School of Science, Nagoya University

ONIMARU, Takahiro

Graduate School of Advanced Sciences of Matter, Horoshima University

IZAWA, Koichi

Graduate School of Enegineering Science, Osaka University

WAKABAYASHI, Yusuke

Graduate School of Science, Tohoku University

AZUMA, Masaki

Laboratory for Materials and Structures, Tokyo Institute of Technology

YOSHIMURA, Kazuyoshi

Graduate School of Scinece, Kyoto University

MIZOKAWA, Takashi

School of Advanced Science and Engineering, Waseda University

SAKAI, Hideaki

Graduate School of Science, Osaka University

HAGIWARA, Masayuki

Center for Advanced High Magnetic Fieeld Science, Osaka University

受賞・褒賞（2021.4.1 ～ 2022.3.31）
Honors and Awards

教職員 Faculty and staff
氏 名

眞弓 晧一
後藤 弘匡
小板谷貴典
山本
達
松田
巌
𠮷信
淳

准教授
技術専門職員
元特任研究員
元助教
教授
教授

室谷

悠太

特任研究員

出倉

駿

特任助教

樋口
眞弓
三宅
岡
岡
鈴木
神田

祐次
晧一
厚志
隆史
隆史
剛
夏輝

助教
准教授
助教
教授
教授
助教
助教

賞・褒賞

受賞対象

日本レオロジー学会 奨励賞
日本高圧力学会功労賞

動的架橋高分子材料の力学物性発現メカニズムの解明
共同利用研究者への研究・技術支援、高温高圧実験技術の開発、および、高圧装置を駆使した研究

日本表面真空学会 会誌賞

Surface Chemistry of Carbon Dioxide on Copper Model Catalysts Studied by Ambient-Pressure
X-ray Photoelectron Spectroscopy

シンポジウム「テラヘルツ科学の最先端 VIII」最優秀若手研究者賞
物性科学領域横断研究会 最優秀
若手奨励賞
分子シミュレーション学会 学術賞
日本中性子科学会 奨励賞
強磁場フォーラムフロンティア奨励賞
日本学士院学術奨励賞
日本学術振興会賞
日本物理学会若手奨励賞
日本物理学会若手奨励賞

テラヘルツ駆動されたディラック半金属 Cd3As2 における誘導レイリー散乱と室温無散逸スローライト生成
分子の内部自由度を活用した無水有機プロトン伝導体の開拓
ソフトマター材料に関する分子シミュレーション
中性子散乱法を用いたポリロタキサンの分子構造・ダイナミクス解析
磁場に依存しない温度計の開発によるウラン系超伝導体におけるメタ磁性転移と超伝導の研究
フロッケ・エンジニアリングと状態制御
量子物質の動的制御の理論 (Theory of Dynamical Control of Quantum Materials)
超高速分光法による励起子物性の研究
メタマテリアル、反強磁性、ディラック半金属のテラヘルツ応答と光制御

学 生 Students西岡

海人（森研 M2）

小野塚洸太（森研 D2）
柴田桂成（秋山研 D3）

川口海周（近藤研 D3)

川口海周（近藤研 D3)

尾崎文彦（𠮷信研 D1)

分子科学討論会分子科学会優秀講演賞
分子科学討論会 分子科学会優秀
ポスター賞
日本生物物理学会 学生発表賞
表面・界面スペクトロスコピー
2021 スチューデントプライズ
日本放射光学会 学生発表賞
NanospecFY2021mini ショート
プレゼンテーション学生賞金賞

1,2,3- トリアゾール－リン酸塩単結晶における等方的無水超プロトン伝導
エチレンジチオチオフェンオリゴマーの鎖長伸長と電荷移動錯体形成
チャネルロドプシン C1C2 の光中間状態におけるレチナール発色団の構造ダイナミクス
高繰り返し 10.7 eV レーザーによる時間・スピン・角度分解光電子分光装置の開発と非占有スピ
ン偏極電子状態の観測
時間・スピン・角度分解光電子分光装置の開発とスピン偏極表面状態の光励起ダイナミクス観測
顕微 XPS による MoS2 エッジ面の電子状態解明と水素相互作用

ISSP Digest 2022

93

教職員一覧
Faculty and Staff List
名 前
あ

い

関連頁

龍美

特任研究員

物質設計評価施設 大型計算機室 吉見チーム

48, 55, 56

秋葉

宙

助教

中性子科学研究施設 山室研究室

62, 66秋山

英文教授

機能物性研究グループ 秋山研究室 , 極限コヒーレント光科学研究センター * / 光学測定室

36, 37, 59, 76

淺井

晋一郎

助教

中性子科学研究施設 益田研究室

62, 64

浅見俊夫

技術専門職員

中性子科学研究施設 山室研究室

62, 66荒木繁行

学術専門職員

物質設計評価施設 大型計算機室 , 情報技術室 *48, 56, 90

荒木

実穂子

学術専門職員極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設

76, 86

アル サマライ
ムスタファ

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 原田研究室

76, 82, 86

アルグエレスエルビス フラビアノ

特任研究員

機能物性研究グループ 杉野研究室 , 計算物質科学研究センター *36, 40, 74

飯盛

拓嗣

技術専門員

機能物性研究グループ 𠮷信研究室 ,  ナノスケール物性研究部門 *28, 36, 41

池田

達彦

助教

物性理論研究部門 常次研究室

24, 26石井裕人

助教

国際超強磁場科学研究施設 松田康弘研究室

68, 72

石井梨恵子

技術専門職員

物質設計評価施設 化学分析室 物質合成室

48, 57石川孟助教

国際超強磁場科学研究施設 金道研究室

68, 69

石口

祐子

高度学術員

国際交流室

90

板谷

治郎

准教授

極限コヒーレント光科学研究センター 板谷研究室

76, 77一色弘成

助教

ナノスケール物性研究部門 大谷研究室

28, 29准教授

凝縮系物性研究部門 井手上研究室 , 量子物質研究グループ *18, 19, 42

井手上

敏也

井戸

康太

助教

物質設計評価施設 大型計算機室 , 計算物質科学研究センター *, 川島研究室 *48, 52, 56, 74

伊藤功

技術専門職員極限コヒーレント光科学研究センター 小林研究室

76, 80

井上

圭一

准教授

機能物性研究グループ 井上研究室 , 極限コヒーレント光科学研究センター *36, 38, 76

今城

周作

特任助教

国際超強磁場科学研究施設 金道研究室

68, 69

薄倉

淳子

特任研究員

機能物性研究グループ 秋山研究室 , 極限コヒーレント光科学研究センター *36, 37, 76

内田

和人

技術専門員

凝縮系物性研究部門 長田研究室

18, 20上床美也

教授

物質設計評価施設 上床研究室

48, 49

え

遠藤

彰

助教

ナノスケール物性研究部門 勝本研究室 / 量子物質ナノ構造ラボ

28, 30, 88

遠藤

仁

客員准教授

中性子科学研究施設 遠藤研究室

62, 67

お

大平

猛

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 原田研究室

76, 82, 86

大谷

義近

教授

ナノスケール物性研究部門 大谷研究室 , 量子物質研究グループ *28, 29, 42

大政

義典

特任研究員

中性子科学研究施設 山室研究室

62, 66教授

機能物性研究グループ 岡研究室 , 物性理論研究部門 *24, 36, 39

う

岡

か

き

隆史

岡﨑

浩三

准教授

極限コヒーレント光科学研究センター 岡﨑研究室 , 量子物質研究グループ *42, 76, 78

岡本

佳比古

教授

物質設計評価施設 岡本研究室 , 量子物質研究グループ *42, 48, 50

奥村

駿

特任助教

機能物性研究グループ 岡研究室 , 物性理論研究部門 *24, 36, 39

奥村

晴紀

特任研究員

計算物質科学研究センター 福島研究室 , データ統合型材料物性研究部門 *34, 35, 74
34, 48, 51, 56,
74

尾崎

泰助

教授

物質設計評価施設 尾崎研究室 , データ統合型材料物性研究部門 *, 計算物質科学研究センター * / 大型
計算機室

長田

俊人

教授

凝縮系物性研究部門 長田研究室 , 国際超強磁場科学研究施設 *18, 20, 68

長田

渉

特任研究員

機能物性研究グループ 𠮷信研究室 ,  ナノスケール物性研究部門 *28, 36, 41

押川

正毅

教授

量子物質研究グループ 押川研究室 , 物性理論研究部門 *24, 42, 43

尾嶋

正治

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設

76, 86小田達郎

助教

中性子科学研究施設 眞弓研究室

62, 65

乙津

聡夫

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 小林研究室

76, 80柿沼邦夫

学術専門職員

国際超強磁場科学研究施設 金道研究室

68, 69ガザンファリセイエド レザ

特任研究員

物質設計評価施設 川島研究室

48, 52

勝本

信吾

教授

ナノスケール物性研究部門 勝本研究室 / 量子物質ナノ構造ラボ , 電磁気測定室

28, 30, 59, 88

加藤

岳生

准教授

物性理論研究部門 加藤研究室 , 計算物質科学研究センター *24, 25, 74

金井

輝人

技術専門員

極限コヒーレント光科学研究センター 板谷研究室

76, 77

川口

海周

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 近藤研究室

76, 81

川口

孝志

技術専門員

国際超強磁場科学研究施設 金道研究室 , 工作室 *68, 69, 89
34, 48, 52, 56,
74, 90川島直輝

教授

物質設計評価施設 川島研究室 , 計算物質科学研究センター *, 社会連携研究部門 * / 大型計算機室 , 情
報技術室

川名

大地

技術専門職員

中性子科学研究施設 山室研究室

62, 66

河村光晶

助教

物質設計評価施設 尾崎研究室 , 計算物質科学研究センター *48, 51, 74

神田

夏輝

助教

極限コヒーレント光科学研究センター 松永研究室

76, 84

木内久雄

助教

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 原田研究室

76, 82, 86

特任研究員

凝縮系物性研究部門 長田研究室

18, 20

キスワンディ アン
ディカ オクサリオン

94

所属（＊は兼務 ) / 担当

職名・役職

青山

ISSP Digest 2022

名 前

北方

76, 82, 86

雄斗

特任助教

国際超強磁場科学研究施設 徳永研究室

68, 71

特任研究員

機能物性研究グループ 秋山研究室 , 極限コヒーレント光科学研究センター *36, 37, 76

キム ヨンミンジョセフ

外国人客員教授

国際超強磁場科学研究施設 キム研究室

68, 73

木村

隆志

准教授

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 木村研究室

76, 79, 86

金道

浩一

教授

国際超強磁場科学研究施設 金道研究室 / 工作室68, 69, 89

楠瀬

博明

客員教授

物性理論研究部門 楠瀬研究室

24, 27工藤博文

技術専門職員極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設

76, 86

倉橋

直也

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 原田研究室

76, 82, 86

栗原

貴之

助教

極限コヒーレント光科学研究センター 板谷研究室

76, 77

特任研究員

中性子科学研究施設 眞弓研究室

62, 65

昌秀

け

ゲオンゾン
レスター カンケ

こ

高

成柱

特任研究員

計算物質科学研究センター 福島研究室

35, 74

光高度学術専門職員

計算物質科学研究センター リサーチアドミニストレーター推進室

74

友香

古宇田
小瀬川

し

関連頁

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 原田研究室

金さ

所属（* は兼務 ) / 担当

特任研究員

木下

く

職名・役職

恵美

学術専門職員極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設

76, 86後藤弘匡

技術専門職員

物質設計評価施設 高圧合成室

48, 60

小濱

芳允

准教授

国際超強磁場科学研究施設 小濱研究室

68, 70小林真隆

助教

機能物性研究グループ 秋山研究室 , 極限コヒーレント光科学研究センター *36, 37, 76

小林

洋平

教授

極限コヒーレント光科学研究センター 小林研究室

76, 80近藤

猛

准教授

極限コヒーレント光科学研究センター 近藤研究室 , 量子物質研究グループ *, 軌道放射物性研究施設 *42, 76, 81, 86

今野

雅恵

特任研究員

機能物性研究グループ 井上研究室

36, 38齋藤開助教

中性子科学研究施設 中島研究室

62, 63

坂井

義和

特任研究員

国際超強磁場科学研究施設 金道研究室

68, 69

坂本祥哉

助教

量子物質研究グループ 三輪研究室 , ナノスケール物性研究部門 *28, 42, 45

鷺山玲子

技術専門職員

低温液化室

89

櫻井

治之

特任助教

極限コヒーレント光科学研究センター 小林研究室

76, 80

佐藤

光幸

特任研究員

凝縮系物性研究部門 長田研究室

18, 20澤部

博信

技術専門職員

国際超強磁場科学研究施設 松田康弘研究室

68, 72澁谷孝

一般技術職員極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設

76, 86

未来

一般技術職員

低温液化室

89

特任研究員

国際超強磁場科学研究施設 松田康弘研究室

68, 72

清水
周

旭光

杉浦

良介

技術専門職員

中性子科学研究施設 山室研究室

62, 66杉野修

教授

機能物性研究グループ 杉野研究室 , 物性理論研究部門 *, 物質設計評価施設 *, 計算物質科学研究セン
ター * / 大型計算機室 , 情報技術室

24, 36, 40, 48,
56, 74, 90

鈴木

剛

助教

極限コヒーレント光科学研究センター 岡﨑研究室

76, 78鈴木博之

高度学術専門職員

研究戦略室 リサーチアドミニストレーター推進室 , 広報室 *

90

せ

セノ

アジ

特任研究員

中性子科学研究施設 中島研究室

62, 63

た

田縁

俊光

助教

凝縮系物性研究部門 長田研究室

18, 20

寳本

俊輝

特任研究員

機能物性研究グループ 井上研究室

36, 38竹尾陽子

助教

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 木村研究室

76, 79, 86

武田

晃

助教

凝縮系物性研究部門 山下研究室

18, 22

多田

靖啓

客員准教授

量子物質研究グループ 多田研究室

42, 46田中駿介

助教

機能物性研究グループ 𠮷信研究室 ,  ナノスケール物性研究部門 *28, 36, 41

谷

峻太郎

助教

極限コヒーレント光科学研究センター 小林研究室

76, 80

知裕

特任研究員

物性理論研究部門 加藤研究室

24, 25ちヂォン イーグゥイ

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 岡﨑研究室

76, 78

張

文雄

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 原田研究室

76, 82, 86

つ

土屋

光

技術専門職員

低温液化室

89

常次

宏一

教授

物性理論研究部門 常次研究室

24, 26

て

出倉

駿

特任助教

凝縮系物性研究部門 森研究室

18, 21

と

藤堂

眞治

教授

理学系研究科物理学専攻 , 計算物質科学研究センター *

74

徳永

将史

准教授

国際超強磁場科学研究施設 徳永研究室

68, 71

長崎尚子

学術専門職員

物質設計評価施設 上床研究室

48, 49

中里

智治

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 小林研究室

76, 80

中島

多朗

准教授

中性子科学研究施設 中島研究室 / ストックルーム

62, 63, 90

永田

崇

助教

機能物性研究グループ 井上研究室

36, 38

中辻

知

特任教授

量子物質研究グループ 中辻研究室 , 凝縮系物性研究部門 *, 理学系研究科物理学専攻 *18, 42, 44

中前

秀一

特任研究員

機能物性研究グループ 秋山研究室 , 極限コヒーレント光科学研究センター *36, 37, 76

中村

考宏

特任研究員

機能物性研究グループ 秋山研究室 , 極限コヒーレント光科学研究センター *36, 37, 76

す

玉谷

な

ISSP Digest 2022

95

名 前

所属（* は兼務 ) / 担当

関連頁

沼澤

宙朗

助教

機能物性研究グループ 岡研究室 , 物性理論研究部門 *24, 36, 39

の

野口

博司

准教授

物質設計評価施設 野口研究室 , 機能物性研究グループ *, 計算物質科学研究センター * / 大型計算機室

36, 48, 53, 56,
74

野澤

清和

特任専門職員

放射線管理室

90

野村

肇宏

助教

国際超強磁場科学研究施設 小濱研究室

68, 70

野本

哲也

特任研究員

国際超強磁場科学研究施設 小濱研究室

68, 70

橋本

慧

特任助教

中性子科学研究施設 眞弓研究室

62, 65橋本光博

技術専門職員極限コヒーレント光科学研究センター 小林研究室

76, 80橋本義昭

技術専門職員

ナノスケール物性研究部門 勝本研究室 / 量子物質ナノ構造ラボ

28, 30, 88

土師

将裕

助教

ナノスケール物性研究部門 長谷川研究室

28, 31

教授

ナノスケール物性研究部門 長谷川研究室 / 図書委員長 , 国際交流室長

28, 31, 90

ハダード ソニア

外国人客員教授

凝縮系物性研究部門 ハダード研究室

18, 23バツィル
マティアス マーカス

外国人客員教授

ナノスケール物性研究部門 バツィル研究室

28, 33浜田雅之

技術専門職員

ナノスケール物性研究部門 長谷川研究室

28, 31

浜根大輔

技術専門職員

物質設計評価施設 電子顕微鏡室

48, 58

原沢

あゆみ

技術専門員

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設

76, 86原田慈久

教授

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 原田研究室 , 機能物性研究グループ *36, 76, 82, 86

春山

潤

助教

機能物性研究グループ 杉野研究室 , 物性理論研究部門 *, 計算物質科学研究センター *24, 36, 40, 74

平井

大悟郎

助教

物質設計評価施設 廣井研究室

48, 54

廣井善二

教授

物質設計評価施設 廣井研究室 , 量子物質研究グループ * / 物質合成室 , 化学分析 , X 線測定室 , 電子顕
微鏡室 , 電磁気測定室 , 高圧合成室 , 放射線管理委員長

42, 48, 54, 57,
58, 59, 60, 90

は

長谷川

ひ

ふ

ほ

フ

ま

幸雄

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 近藤研究室

76, 81

福島

スンサン
昭子

学術専門職員極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設

76, 86

福島

鉄也

特任准教授

データ統合型材料物性研究部門 福島研究室 , 計算物質科学研究センター *34, 35, 74

福田毅哉

技術専門職員

物質設計評価施設 大型計算機室 , 情報技術室 *48, 56, 90

福田

将大

助教

物質設計評価施設 大型計算機室 , 尾崎研究室 *, 計算物質科学研究センター *48, 51, 56, 74

藤井

達也

助教

物性理論研究部門

24

藤野

智子

助教

凝縮系物性研究部門 森研究室

18, 21

藤原 弘和

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 岡﨑研究室

76, 78

古川

侑佳

特任研究員

物質設計評価施設 上床研究室

48, 49ボイ ディリップ
クーマー

特任研究員

物質設計評価施設 上床研究室

48, 49ボーヴェンジー
ペン ウヴェ

外国人客員教授

極限コヒーレント光科学研究センター ボーヴェンジーペン研究室

76, 85

堀尾

助教

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 松田巌研究室

76, 83, 86

ポルトガル オリバー眞史

外国人客員教授

国際超強磁場科学研究施設 ポルトガル研究室

68, 73

益田

隆嗣

准教授

中性子科学研究施設 益田研究室

62, 64

松井

一樹

特任研究員

国際超強磁場科学研究施設 金道研究室

68, 69松尾晶

技術専門職員

国際超強磁場科学研究施設 金道研究室

68, 69松田巌

教授

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 松田巌研究室 , 機能物性研究グループ *36, 76, 83, 86

松田拓也

学振特別研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 松永研究室

76, 84松田康弘

教授

国際超強磁場科学研究施設 松田康弘研究室

68, 72

松永

隆佑

准教授

極限コヒーレント光科学研究センター 松永研究室 , 量子物質研究グループ * / 光学測定室

42, 59, 76, 84

眞弓

晧一

准教授

中性子科学研究施設 眞弓研究室 , 機能物性研究グループ *36, 62, 65

学振特別研究員

機能物性研究グループ 井上研究室

36, 38マリン ペレス マリア
デル カルメン
万
み

宇軒

水野

智也

三田村

む

も

裕幸

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 近藤研究室

76, 81

特任助教

極限コヒーレント光科学研究センター 板谷研究室

76, 77

助教

国際超強磁場科学研究施設 徳永研究室

68, 71

三宅厚志

助教

国際超強磁場科学研究施設 徳永研究室

68, 71

三輪

真嗣

准教授

量子物質研究グループ 三輪研究室 , ナノスケール物性研究部門 *28, 42, 45

向井

孝三

技術専門員

機能物性研究グループ 𠮷信研究室 ,  ナノスケール物性研究部門 *28, 36, 41

ムハマディー
シブカテュラー

特任研究員

機能物性研究グループ 杉野研究室 , 計算物質科学研究センター *36, 40, 74

村山

千壽子

助手

凝縮系物性研究部門 長田研究室

18, 20

室谷

悠太

特任研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 松永研究室

76, 84

餅田

円

高度学術員

広報室

90

裕一

本山

96

職名・役職

ぬ

技術専門職員

物質設計評価施設 大型計算機室 吉見チーム , 情報技術室 *48, 55, 56, 90

森

泰蔵

助教

ナノスケール物性研究部門 リップマー研究室 , 機能物性研究グループ *28, 32, 36

森

初果

教授・所長

凝縮系物性研究部門 森研究室 , 機能物性研究グループ * / 電磁気測定室

2, 18, 21, 36, 59

ISSP Digest 2022

名 前

森

や

よ

り

れ

亮

職名・役職

所属（* は兼務 ) / 担当

関連頁

助教

極限コヒーレント光科学研究センター 近藤研究室

76, 8176, 80盛合

靖章

学術専門職員極限コヒーレント光科学研究センター 小林研究室

森田

悟史

助教

物質設計評価施設 川島研究室 , 計算物質科学研究センター *48, 52, 74

矢口誠

学術専門職員極限コヒーレント光科学研究センター 小林研究室

76, 80矢島健

助教

物質設計評価施設 X 線測定室

48, 58矢田裕行

技術専門職員

物質設計評価施設 大型計算機室 , 情報技術室 *48, 56, 90

柳澤

啓史

特任研究員

ナノスケール物性研究部門 長谷川研究室

28, 31

山内

徹

技術専門員

物質設計評価施設 電磁気測定室

48, 59山崎淳

技術専門職員

計算物質科学研究センター

74

山下

穣

准教授

凝縮系物性研究部門 山下研究室 , 量子物質研究グループ * / 低温液化室 , 電磁気測定室

18, 22, 42, 59,
89

山田

暉馨

特任研究員

国際超強磁場科学研究施設 徳永研究室

68, 71

山室修教授

中性子科学研究施設 山室研究室 , 機能物性研究グループ *36, 62, 66

ヤン

ジャン

特任研究員

凝縮系物性研究部門 山下研究室

18, 22

ヤン

ツォウ

特任研究員

国際超強磁場科学研究施設 小濱研究室

68, 70

特任研究員

物質設計評価施設 上床研究室

48, 4928, 36, 41, 90

余

珊

𠮷信

淳

教授・副所長

機能物性研究グループ 𠮷信研究室 ,  ナノスケール物性研究部門 *,  学生・教職員相談室長 *

吉見

一慶

特任研究員

物質設計評価施設 大型計算機室 吉見チーム

48, 55, 56

ウェンビン

特任研究員

ナノスケール物性研究部門 長谷川研究室

28, 31

リップマー ミック教授

ナノスケール物性研究部門 リップマー研究室 , 機能物性研究グループ *28, 32, 36

リュウ ダオビン

学振特別研究員

極限コヒーレント光科学研究センター 軌道放射物性研究施設 原田研究室

76, 82, 86

レ

特任研究員

機能物性研究グループ 杉野研究室 , 計算物質科学研究センター *36, 40, 74

リ

テ

アン

＊令和 4 年 4 月 1 日現在で当該年度内に在籍・内定している教職員（事務部を除く ) の一覧

ISSP Digest 2022

97

Name

Affiliation; Concurrent affiliation denoted by *; Leadership role denoted by **Pages

Research Associate

Yamamuro Group, Neutron Science Laboratory

62, 66AKIYAMA, Hidefumi

Professor

Akiyama Group, Functional Materials Group; Laser and Synchrotron Research Center*;Spectroscopy Section**36, 37, 59, 76

Al SANARAI, Mustafa

Project Researcher

Harada Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 82, 86

AOYAMA, Tatsumi

Project Researcher

Yoshimi Team, Supercomputer Center, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 55, 56

ARAKI, Mihoko

Project Academic Specialist

Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 86ARAKI, Shigeyuki

Project Academic Specialist

Supercomputer Center, Materials Design and Characterization Laboratory; Information Technology
Office*48, 56, 90

ARGUELLES, Elvis Flaviano

Project Researcher

Sugino Group, Functional Materials Group; Center of Computational Materials Science*

36, 40, 74

ASAI, Shinichiro

Research Associate

Masuda Group, Neutron Science Laboratory

62, 64ASAMI, Toshio

Technical Specialist

Yamamuro Group, Neutron Science Laboratory

62, 66

BATZILL, Matthias Marcus

Visiting Professor

Batzill Group, Division of Nanoscale Science28, 33

BHOI, Dilip Kumar

Project Researcher

Uwatoko Group, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 49BOVENSIEPEN, Uwe

Visiting Professor

Bovensiepen Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 85D

DEKURA, Shun

Project Research AssociateMori Group, Division of Condensed Matter Science18, 21E

ENDO, Akira

Research Associate

Katsumoto Group, Division of Nanoscale Science; Laboratory of Nanoscale Quantum Materials**

28, 30, 88

ENDO, Hitoshi

Visiting Associate Professor

Endo Group, Neutron Science Laboratory

62, 67

FUJII, Tatsuya

Research Associate

Division of Condensed Matter Theory

24

FUJINO, Tomoko

Research AssociateMori Group, Division of Condensed Matter Science18, 21

FUJIWARA, Hirokazu

Project Researcher

Okazaki Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 78FUKUDA, Masahiro

Research Associate

Supercomputer Center, Materials Design and Characterization Laboratory; Ozaki Group*; Center ofComputational Materials Science*

48, 51, 56, 74

FUKUDA, Takaki

Technical Specialist

Supercomputer Center, Materials Design and Characterization Laboratory; Information Technology
Office*48, 56, 90

FUKUSHIMA, Akiko

Project Academic Specialist

Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 86

Project Associate Professor

Fukushima Group, Division of Data-Integrated Materials Science; Center of Computational Materials
Science*34, 35, 74

BF

FUKUSHIMA, Tetsuya

G

H

I

98

Position ˖ Title

AKIBA, HiroshiA

FURUKAWA, Yuka

Project Researcher

Uwatoko Group, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 49

GEONZON, Lester CanqueProject Researcher

Mayumi Group, Neutron Science Laboratory

62, 65GHAZANFARI, Seyed Reza

Project Researcher

Kawashima Group, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 52

GOTO, Hirotada

Technical Specialist

High-Pressure Synthesis Section, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 60

HADDAD, Sonia

Visiting Professor

Haddad Goup, Division of Condensed Matter Science18, 23

HAMADA, Masayuki

Technical Specialist

Hasegawa Group, Division of Nanoscale Science28, 31HAMANE, Daisuke

Technical Specialist

Electron Microscope Section, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 58

HARADA, Yoshihisa

Professor

Harada Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center;
Functional Materials Group*36, 76, 82, 86

HARASAWA, Ayumi

Senior Technical Specialist

Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 86HARUYAMA, Jun

Research Associate

Sugino Group, Functional Materials Group; Division of Condensed Matter Theory*; Center ofComputational Materials Science*

24, 36, 40, 74

HASEGAWA, Yukio

Professor

Hasegawa Group, Division of Nanoscale Science; Library**; International Liaison Office**

28, 31, 90

HASHIMOTO, Mitsuhiro

Technical Specialist

Kobayashi Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 80HASHIMOTO, Yoshiaki

Technical Specialist

Katsumoto Group, Division of Nanoscale Science; Laboratory of Nanoscale Quantum Materials**

28, 30, 88

HASHIMOTO, Kei

Project Research Associate

Mayumi Group, Neutron Science Laboratory

62, 65

HAZE, Masahiro

Research Associate

Hasegawa Group, Division of Nanoscale Science28, 31HIRAI, Daigorou

Research Associate

Hiroi Group, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 54

HIROI, Zenji

Professor

Hiroi Group, Materials Design and Characterization Laboratory; Quantum Materials Group*;
Materials Synthesis Section**; Chemical Analysis Section**; X-Ray Diffraction Section**; Electron
Microscope Section**; Electromagnetic Measurements Section**; High-Pressure Synthesis
Section**; Radiation Safety Laboratory****42, 48, 54,
57, 58, 59,
60, 90HORIO, Masafumi

Research Associate

I. Matsuda Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 83, 86

HUH, Soonsang

Project Researcher

Kondo Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 81IDEUE, Toshiya

Associate Professor

Ideue Group, Division of Condensed Matter Science; Quantum Materials Group*18, 19, 42

IDO, Kota

Research Associate

Supercomputer Center, Materials Design and Characterization Laboratory; Center of Computational
Materials Science*; Kawashima Group*48, 52, 56, 74

IIMORI, Takushi

Senior Technical Specialist

Yoshinobu Group, Functional Materials Group; Division of Nanoscale Science*

28, 36, 41

IKEDA, Tatsuhiko

Research Associate

Tsunetsugu Group, Division of Condensed Matter Theory

24, 26IMAJO, Shusaku

Project Research Associate

Kindo Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 69INOUE, Keiichi

Associate Professor

Inoue Group, Functional Materials Group; Laser and Synchrotron Research Center*

36, 38, 76

ISHIGUCHI, Yuko

Advanced Academic
Support Staff

International Liaison Office90

ISHII, Rieko

Technical Specialist

Materials Synthesis Section, Chemical Analysis Section, Materials Design and Characterization
Laboratory

48, 57ISHII, Yuto

Research Associate

Y. Matsuda Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 72

ISHIKAWA, Hajime

Research Associate

Kindo Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 69ISSP Digest 2022

Name

K

L

M

Position ˖ Title

Affiliation; Concurrent affiliation denoted by *; Leadership role denoted by **Pages

ISSHIKI, Hironari

Research Associate

Otani Group, Division of Nanoscale Science28, 29ITATANI, Jiro

Associate Professor

Itatani Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 77

ITO, Isao

Technical Specialist

Kobayashi Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 80

KAKINUMA, Kunio

Project Academic Specialist

Kindo Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 69KANAI, Teruto

Senior Technical Specialist

Itatani Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 77KANDA, Natsuki

Research Associate

Matsunaga Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 84

KATO, Takeo

Associate Professor

Kato Group, Division of Condensed Matter Theory; Center of Computational Materials Science*

24, 25, 74

KATSUMOTO, Shingo

Professor

Katsumoto Group, Division of Nanoscale Science; Laboratory of Nanoscale Quantum Materials**;
Electromagnetic Measurements Section**28, 30, 59, 88

KAWAGUCHI, Kaishu

Project Researcher

Kondo Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 81

KAWAGUCHI, Koushi

Senior Technical Specialist

Kindo Group, International MegaGauss Science Laboratory; Machine Shop*

68, 69, 89

KAWAMURA, Mitsuaki

Research Associate

Ozaki Group, Materials Design and Characterization Laboratory; Center of Computational Materials
Science*48, 51, 74

KAWANA, Daichi

Technical Specialist

Yamamuro Group, Neutron Science Laboratory

62, 66KAWASHIMA, Naoki

Professor

Kawashima Group, Materials Design and Characterization Laboratory; Center of Computational
Materials Science*; Social Coopeeration Reseasrch Department*; Supercomputer Center**;
Information Technology Office**

34, 48, 52,
56, 74, 90

KIM, Changsu

Project Researcher

Akiyama Group, Functional Materials Group; Laser and Synchrotron Research Center*

36, 37, 76

KIM, Yongmin Joseph

Visiting Professor

Kim Grop, International MegaGauss Science Laboratory

68, 73

KIMURA, Takashi

Associate Professor

Kimura Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 79, 86

KINDO, Koichi

Professor

Kindo Group, International MegaGauss Science Laboratory; Machine Shop**

68, 69, 89

KINOSHITA, Yuto

Project Research Associate

Tokunaga Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 71KISWANDHI, Andhika
OxalionProject Researcher

Osada Group, Division of Condensed Matter Science18, 20KITAKATA, Emi

Project Researcher

Harada Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 82, 86

KIUCHI, Hisao

Research Associate

Harada Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 82, 86

KOBAYASHI, Masataka

Research Associate

Akiyama Group, Functional Materials Group; Laser and Synchrotron Research Center*

36, 37, 76

KOBAYASHI, Yohei

Professor

Kobayashi Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 80

KOHAMA, Yoshimitsu

Associate Professor

Kohama Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 70KONDO, Takeshi

Associate Professor

Kondo Group, Laser and Synchrotron Research Center; Quantum Materials Group*; Synchrotron
Radiation Laboratory*

42, 76, 81, 86

KONNO, Masae

Project Researcher

Inoue Group, Functional Materials Group

36, 38KOSEGAWA, Yuka

Project Academic Specialist

Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 86

KOU, Sonju

Project Researcher

Fukushima Group, Center of Computational Materials Science35, 74

KOUTA, Hikaru

Advanced Academic
Specialist

Office for Advancement of research Administrators, Center of Computational Materials Science74

KUDO, Hirofumi

Technical Specialist

Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 86KURAHASHI, Naoya

Project Researcher

Harada Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 82, 86

KURIHARA, Takayuki

Research Associate

Itatani Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 77KUSUNOSE, Hiroaki

Visiting Professor

Kusunose Group, Division of Condensed Matter Theory

24, 27

LE, The Anh

Project Researcher

Sugino Group, Functional Materials Group; Center of Computational Materials Science*

36, 40, 74

LI, Wenbin

Project Researcher

Hasegawa Group, Division of Nanoscale Science28, 31

LIPPMAA, Mikk

Professor

Lippmaa Group, Division of Nanoscale Science; Functional Materials Group*28, 32, 36

LIU, Daobin

JSPS Research Fellow

Harada Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 82, 86

MARIN PEREZ, Maria delCarmen

JSPS Research Fellow

Inoue Group, Functional Materials Group

36, 38MASUDA, Takatsugu

Associate Professor

Masuda Group, Neutron Science Laboratory

62, 64

MATSUDA, Iwao

Professor

I. Matsuda Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center;
Functional Materials Group*36, 76, 83, 86

MATSUDA, Takuya

JSPS Research Fellow

Matsunaga Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 84

MATSUDA, Yasuhiro

Professor

Y. Matsuda Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 72

MATSUI, Kazuki

Project Researcher

Kindo Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 69

MATSUNAGA, Ryusuke

Associate Professor

Matsunaga Group, Laser and Synchrotron Research Center; Quantum Materials Group*;
Spectroscopy Section**42, 59, 76, 84

MATSUO, Akira

Technical Specialist

Kindo Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 69MAYUMI, Koichi

Associate Professor

Mayumi Group, Neutron Science Laboratory; Functional Materials Group*36, 62, 65

MITAMURA, Hiroyuki

Research Associate

Tokunaga Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 71

MIWA, Shinji

Associate Professor

Miwa Group, Quantum Materials Group; Division of Nanoscale Science*

28, 42, 45

MIYAKE, Atsushi

Research Associate

Tokunaga Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 71MIZUNO, Tomoya

Project Research Associate

Itatani Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 77MOCHIDA, Madoka

Advanced Academic
Support Staff

Public Relations Office90

ISSP Digest 2022

99

Name

Affiliation; Concurrent affiliation denoted by *; Leadership role denoted by **Pages

MORI, Hatsumi

Professor, Director

Mori Group, Division of Condensed Matter Science; Functional Materials Group*; Electromagnetic
Measurements Section**

MORI, Ryo

Research Associate

Kondo Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 81

MORI, Taizo

Research Associate

Lippmaa Group, Division of Nanoscale Science; Functional Materials Group*28, 32, 36

MORIAI, Yasuaki

Project Academic Specialist

Kobayashi Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 80Research Associate

Kawashima Group, Materials Design and Characterization Laboratory; Center of Computational
Materials Science*

48, 52, 74

MOTOYAMA, Yuichi

Technical Specialist

Yoshimi Team, Supercomputer Center, Materials Design and Characterization Laboratory;
Information Technology Office*48, 55, 56, 90

MUHAMMADY,
Shibghatullah

Project Researcher

Sugino Group, Functional Materials Group; Center of Computational Materials Science*

36, 40, 74

MUKAI, Kozo

Senior Technical Specialist

Yoshinobu Group, Functional Materials Group; Division of Nanoscale Science*

28, 36, 41

MURAYAMA, Chizuko

Research Assistant

Osada Group, Division of Condensed Matter Science18, 20

MUROTANI, Yuta

Project Researcher

Matsunaga Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 84NAGASAKI, Shoko

Project Academic Specialist

Uwatoko Group, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 49NAGATA, Takashi

Research Associate

Inoue Group, Functional Materials Group

36, 38NAKAJIMA, Taro

Associate Professor

Nakajima Group, Neutron Science Laboratory; Stock Room**

62, 63, 90

NAKAMAE, Hidekazu

Project Researcher

Akiyama Group, Functional Materials Group; Laser and Synchrotron Research Center*

36, 37, 76

NAKAMURA, Takahiro

Project Researcher

Akiyama Group, Functional Materials Group; Laser and Synchrotron Research Center*

36, 37, 76

NAKATSUJI, Satoru

Project Professor

Nakatsuji Group, Quantum Materials Group; Division of Condensed Matter Science*; Physics
Department Graduate School of Science*

18, 42, 44

NAKAZATO, Tomoharu

Project Researcher

Kobayashi Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 80NOGUCHI, Hiroshi

Associate Professor

Noguchi Group, Materials Design and Characterization Laboratory; Functional Materials Group*;
Center of Computational Materials Science*; Supercomputer Center**

36, 48, 53,
56, 74NOMOTO, Tetsuya

Project Researcher

Kohama Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 70NOMURA, Toshihiro

Research Associate

Kohama Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 70NOZAWA, Kiyokazu

Project Specialist

Radiation Safety Laboratory

90

NUMASAWA, Tokiro

Research Associate

Oka Group, Functional Materials Group; Division of Condensed Matter Theory*24, 36, 39

ODA, Tatsuro

Research Associate

Mayumi Group, Neutron Science Laboratory

62, 65OHDAIRA, Takeshi

Project Researcher

Harada Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 82, 86

OHMASA, Yoshinori

Project Researcher

Yamamuro Group, Neutron Science Laboratory

62, 66

OKA, Takashi

Professor

Oka Group, Functional Materials Group; Division of Condensed Matter Theory*24, 36, 39

OKAMOTO, Yoshihiko

Professor

Okamoto Group, Materials Design and Characterization Laboratory; Quantum Materials Group*42, 48, 50

OKAZAKI, Kozo

Associate Professor

Okazaki Group, Laser and Synchrotron Research Center; Quantum Materials Group*42, 76, 78

OKUMURA, Haruki

Project Researcher

Fukushima Group, Center of Computational Materials Science; Division of Data-Integrated Materials
Science*34, 35, 74

OKUMURA, Shun

Project Research Associate

Oka Group, Functional Materials Group; Division of Condensed Matter Theory*24, 36, 39

OSADA, Toshihito

Professor

Osada Group, Division of Condensed Matter Science; International MegaGauss Science Laboratory*

18, 20, 68

OSADA, Wataru

Project Researcher

Yoshinobu Group, Functional Materials Group; Division of Nanoscale Science*

28, 36, 41

OSHIKAWA, Masaki

Professor

Oshikawa Group, Quantum Materials Group; Division of Condensed Matter Theory*24, 42, 43

OSHIMA, Masaharu

Project Researcher

Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 86OTANI, Yoshichika

Professor

Otani Group, Division of Nanoscale Science; Quantum Materials Group*28, 29, 42

OTSU, Toshio

Project Researcher

Kobayashi Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 80OZAKI, Taisuke

Professor

Ozaki Group, Materials Design and Characterization Laboratory; Division of Data-Integrated
Materials Science*; Center of Computational Materials Science*; Supercomputer Center**

34, 48, 51,
56, 74P

PORTUGALL, Oliver

Visiting Professor

Portugall Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 73S

SAGIYAMA, Reiko

Technical Specialist

Cryogenic Service Laboratory

89

SAITO, Hiraku

Research Associate

Nakajima Group, Neutron Science Laboratory

62, 63SAKAI, Yoshikazu

Project Researcher

Kindo Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 69SAKAMOTO, Shoya

Research Associate

Miwa Group, Quantum Materials Group; Division of Nanoscale Science*

28, 42, 45

SAKURAI, Haruyuki

Project Research Associate

Kobayashi Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 80

SATO, Mitsuyuki

Project Researcher

Osada Group, Division of Condensed Matter Science18, 20SAWABE, Hironobu

Technical Specialist

Y. Matsuda Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 72

Seno Aji

Project Researcher

Nakajima Group, Neutron Science Laboratory

62, 63

SHIBUYA, Takashi

Technical Associate

Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 86SHIMIZU, Miku

Technical Associate

Cryogenic Service Laboratory

89

SUGINO, Osamu

Professor

Sugino Group, Functional Materials Group; Division of Condensed Matter Theory*; Materials Design
and Characterization Laboratory*; Center of Computational Materials Science*; Supercomputer
Center**; Information Technology Office**

24, 36, 40,
48, 56, 74, 90

SUGIURA, Ryosuke

Technical Specialist

Yamamuro Group, Neutron Science Laboratory

62, 66SUZUKI, Hiroyuki

Advanced Academic
Specialist

Office for Advancement of research Administrators, Research Strategy Office; Public Relations
Office*90

SUZUKI, Takeshi

Research Associate

Okazaki Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 78MORITA, Satoshi

N

O

100

Position ˖ Title

ISSP Digest 2022

2, 18, 21, 36,
59

Name

Position ˖ Title

Affiliation; Concurrent affiliation denoted by *; Leadership role denoted by **Pages

TADA, Yasuhiro

Visiting Associate Professor

Tada Group, Quantum Materials Group

42, 46

TAEN, Toshihiro

Research Associate

Osada Group, Division of Condensed Matter Science18, 20

TAKARAMOTO, Shunki

Project Researcher

Inoue Group, Functional Materials Group

36, 38

TAKEDA, Hikaru

Research Associate

Yamashita Group, Division of Condensed Matter Science18, 22TAKEO, Yoko

Research Associate

Kimura Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 79, 86

TAMAYA, Tomohiro

Project Researcher

Kato Group, Division of Condensed Matter Theory

24, 25TANAKA, Shunsuke

Research Associate

Yoshinobu Group, Functional Materials Group; Division of Nanoscale Science*

28, 36, 41

TANI, Shuntaro

Research Associate

Kobayashi Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 80

TODO, Synge

Professor

Physics Department Graduate School of Science; Center of Computational Materials Science*

74

TOKUNAGA, Masashi

Associate Professor

Tokunaga Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 71

TSUCHIYA, Hikaru

Technical Specialist

Cryogenic Service Laboratory

89

TSUNETSUGU, Hirokazu

Professor

Tsunetsugu Group, Division of Condensed Matter Theory

24, 26UCHIDA, Kazuhito

Senior Technical Specialist

Osada Group, Division of Condensed Matter Science18, 20USUKURA, Junko

Project Researcher

Akiyama Group, Functional Materials Group; Laser and Synchrotron Research Center*

36, 37, 76

UWATOKO, Yoshiya

Professor

Uwatoko Group, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 49W

WAN, Yuxuan

Project Researcher

Kondo Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 81YYAGUCHI, Makoto

Project Academic Specialist

Kobayashi Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 80YAJIMA, Takeshi

Research Associate

X-Ray Diffraction Section, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 58YAMADA, Akiyoshi

Project Researcher

Tokunaga Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 71YAMAMURO, Osamu

Professor

Yamamuro Group, Neutron Science Laboratory; Functional Materials Group*36, 62, 66

YAMASHITA, Minoru

Associate Professor

Yamashita Group, Division of Condensed Matter Science; Quantum Materials Group*; Cryogenic
Service Laboratory**; Electromagnetic Measurements Section**18, 22, 42,
59, 89YAMAUCHI, Touru

Senior Technical Specialist

Electromagnetic Measurements Section, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 59YAMAZAKI, Jun

Technical Specialist

Center of Computational Materials Science74

YAN, Jian

Project Researcher

Yamashita Group, Division of Condensed Matter Science18, 22YANAGISAWA, Hirofumi

Project Researcher

Hasegawa Group, Division of Nanoscale Science28, 31

YANG, Zhuo

Project Researcher

Kohama Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 70

YATA, Hiroyuki

Technical Specialist

Supercomputer Center, Materials Design and Characterization Laboratory; Information Technology
Office*48, 56, 90

YOSHIMI, Kazuyoshi

Project Researcher

Yoshimi Team, Supercomputer Center, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 55, 56

Professor, Vice Director

Yoshinobu Group, Functional Materials Group; Division of Nanoscale Science*; CounselingServices*28, 36, 41, 90

T

U

YOSHINOBU, Jun

Z

YU, ShanProject Researcher

Uwatoko Group, Materials Design and Characterization Laboratory

48, 49ZHANG, Wenxiong

Project Researcher

Harada Group, Synchrotron Radiation Laboratory, Laser and Synchrotron Research Center

76, 82, 86

ZHONG, Yigui

Project Researcher

Okazaki Group, Laser and Synchrotron Research Center

76, 78

ZHOU, Xuguang

Project Researcher

Y. Matsuda Group, International MegaGauss Science Laboratory

68, 72

List of faculty and staff members (excluding the administrative office) enrolled or informally recruited as of April 1, 2022.

ISSP Digest 2022

101

アクセス
Directions

柏キャンパス Kashiwa Campus
東京大学物性研究所
The Institute for Solid State Physics, the University of Tokyo〒 277-8581 千葉県柏市柏の葉 5-1-5

5-1-5 Kashiwanoha, Kashiwa, Chiba 277-8581, Japan

TEL : 04-7136-3207（代表）https://www.issp.u-tokyo.ac.jp

柏の葉キャンパス駅西口(つくばエクスプレス線 ) より
徒歩 約 25 分
東武バス利用 約 10 分
[ 西柏 03] 流山おおたかの森駅東口行、東大西行→「東大前」下車[ 西柏 04・西柏 10] 江戸川台駅東口行→「東大前」下車

From Kashiwanoha-campus Sta., Tsukuba Express Line
10 minutes bus ride / 25 minutes walk

柏駅西口(JR 常磐線、東武アーバンパークライン ) より
東武バス利用 約 25 分
[ 西柏 01] 国立がん研究センター行 ( 県民プラザ経由)→「東大前」下車[ 柏 44] 国立がん研究センター行 ( 柏の葉公園中央経由 )→「国立がん研究センター」下車

From Kashiwa Sta., Joban Line, Tobu Urban Park Line
25 minutes bus ride

車でお越しの場合

常磐自動車道柏 I.C. から車で約 5 分

By Car5 minutes from Kashiwa I.C., Joban Expressway

キャンパスマップ Campus Map

A 棟 本館
A: Main Building
B 棟 低温・多重極限実験棟
B: Cryogenic / Multiple Extreme Conditions Laboratory
C 棟 ショートパルス強磁場実験棟
C: Short Pulse Magnet Laboratory
D 棟 先端分光実験棟
D: Advanced Spectroscopy Laboratory
E 棟 極限光科学実験棟
E: Laser and Synchrotron Research Laboratory
K 棟 ロングパルス強磁場実験棟
K: Long Pulse Magnet Laboratory

附属中性子科学研究施設
Neutron Science Laboratory〒319-1106 茨城県那珂郡東海村白方 106-1

106-1 Shirakata, Tokai, Ibaraki 319-1106
TEL : 027-287-8900

東京大学 柏キャンパス
Kashiwa Campus, UTokyo

東京大学 本郷キャンパス
Hongo Campus, UTokyo

附属極限コヒーレント光科学研究センター
軌道放射物性研究施設 播磨分室（SPring-8 内）
Harima Branch of Synchrotron Radiation Laboratory,
Laser and Synchrotron Research Center〒679-5198 兵庫県佐用郡佐用町光都 1-1-1

1-1-1 Kouto, Sayo-cho, Sayo-gun, Hyogo 679-5198
TEL : 0791-58-0802 ext.4111

102

ISSP Digest 2022

東京大学物性研究所要覧 2022
ISSP Digest 2022
発行／ 2022 年 11 月
Published in November 2022
編集／東京大学物性研究所 広報委員会
Edited by Public Relations Committee,
the Institute for Solid State Physics, the University of Tokyo