外部評価報告書
Report of the External Review

東京大学物性研究所
The Institute for Solid State Physics
The University of Tokyo

2016

序	
  文
物性研究所は 1957 年に東京大学附置の全国共同利用研究所として設立されました。
以来、時代とともに変遷する物性科学における先端拠点としての機能を果たすべく、
1980 年、1996 年の２度にわたる大規模な組織改編と 2000 年の移転を経て、現在に至っています。その間、研究所の研究活動を総括し、また将来の方向を検討するために、
1995 年以降ほぼ 10 年おきに国際外部評価を行ってきました。1995 年の第 1 回では、都心の六本木キャンパスから新しい柏キャンパスへの移転を視野に入れた将来計画の検討が行われ、2005 年の第 2 回においては、柏移転後の研究活動の評価と、前年に行われた国立大学法人化への対応が主な課題となりました。ここに、2016 年 1 月に行われた第 3 回の国際外部評価報告書をお届けします。
第 2 回の外部評価以後、2010 年に開始された共同利用・共同研究拠点の制度によって、各々独自の特色を志向する国立大学法人の中にありながら、附置研究所が大学の枠を超えた研究者コミュニティの中核拠点として活動できる基盤が整ったと言えます。しかし同時に、近年の日本の厳しい財政事情のために基盤的研究費の削減が続き、最先端の研究環境を維持することが困難となっています。また一方で、附置研究所を含む大学
での研究成果を人類社会が抱える課題の解決に還元することが、以前にもまして求められています。
物性研究所の研究組織は現在、新しい物質やナノ構造が示す新規物性を実験的・理論的に解明する 4 つの研究部門と、そのための中・大型研究設備を開発し、それらを用いた共同研究を推進する 5 つの研究施設・センターより成っています。今回の外部評価に際してわれわれは、最新の研究成果や各部門・施設・センターの将来計画に加えて、これらの組織を横断する形で新分野の開拓を目指す二つの研究グループの創設を提案しました。評価委員会では、事前資料の詳細な検討の上に 3 日間にわたる会議を通じて、物性研の研究成果と将来計画について徹底した議論が行われ、多くの有益なコメントをいただくことができました。評価委員会の全メンバーが示した特別な熱意と努力に、深く敬意と謝意を表する次第です。
	  ここに公開する報告書は、今後の物性研究所のあるべき姿を議論する際の出発点となるものです。物性研究所に関心を寄せられる皆様のご意見、ご感想をいただけることを願っております。

2016 年 5 月
東京大学物性研究所所長
瀧川	
  仁

/

Contents

I.

/ Evaluation Committee ................................................................................ 1

II.

/ On Site Program ........................................................................ 3

III.

	
 

/ Report of the External Review ( Japanese version ) ..... 5....................................................................................................................... 6	 ............................................................................. 6......................................................................... 6........................................................................................ 8	 ................................................................................................... 9..................................................................................................................... 9.............................................................................................. 9.................................................... 9................................................................................................... 10........................................................................................ 13...................................................................................................... 15................................................................................................... 16........................................................................................ 17............................................................................. 18
IV.

/ Report of the External Review (Original ) ............................... 23V.

/ Organization ................................................................................. 45

I．評価委員 / Evaluation Committee
トーマス ディートル / Tomasz DIETL
ポーランド科学アカデミー教授 / Professor, Polish Academy of Science
東北大学教授 / Professor, Tohoku University

加藤義章 / Yoshiaki KATO
光産業創成大学院大学学長 / President, The Graduate School for theCreation of New Photonics Industries

川合眞紀 / Maki KAWAI
東京大学教授 / Professor, The University of Tokyo

ベルンハルト カイマー（委員長）/ Bernhard KEIMER(Chairman)
マックスプランク固体物理学研究所教授 / Professor, Max-Planck
Institute for Solid State Research

ムルガパン ムスクマール / Murugappan MUTHUKUMAR
マサチューセッツ大学アマースト校教授 / Professor, University of
Massachusetts

高木英典 / Hidenori TAKAGI
マックスプランク固体物理学研究所教授 / Professor, Max-Planck
Institute for Solid State Research
東京大学教授 / Professor, The University of Tokyo

デビッド ヴァンデルビルト / David VANDERBILT
ラトガース大学教授 / Professor, Rutgers University

ヨアヒム ウォズニッツァ / Joachim WOSNITZA
ヘルムホルツセンター（ドレスデン・ローゼンドルフ）ドレスデン
強磁場研究所所長 / Director, Dresden High Magnetic Field Laboratory,
Helmholtz-Zentrum (Dresden-Rossendorf)

1

2

ＩＩ．現地調査プログラム / On-Site Program
Date： January 20-22, 2016
Venue： Lecture & Metting Rooms at 6F, ISSP
Wednesday (20th)
9:00-9:20

Meeting (Meeting Room 2)

9:20-9:50

M. Takigawa

9:50-10:20

Q&A

Opening and Overview (Lecture Room)

10:20-10:40

Break
Chair H. Tsunetsugu

10:40-11:00
11:00-11:20

H. Mori
S. Nakatsuji

11:20-11:40

T. Sakakibara

11:40-12:00

Y. Uwatoko

Novel Functionalities in Proton-π-Electron Coupled Molecular Conductors
Novel Topological Phases in Correlated Electron Systems
Identification of the Pairing Symmetry of Heavy-Fermion Superconductors
by Heat-Capacity Measurements in a Rotating Magnetic Field
Pressure-Induced Superconductor on the 3d Magnetic System CrAs and MnP

12:00-13:20

Lunch (A613 Seminar Room)

13:20-14:10

Lab Tour (LASOR)

14:10-15:00
15:00-15:20

Chair F. Komori
S. Shin, J. Itatani,
H. Akiyama
Z. HiroiN. Kawashima

15:20-16:10
16:10-17:30

Activity and Future Plan of LASOR Center
Break
Materials Design and Characterization Laboratory: Activities and Research
Computer-Related In-House Organizations --- MDCL and CCMS —Committee Meeting (Meeting Room 2)

17:30-20:00

PosterThursday (21th)
Chair J. Yoshinobu

Development of Large-Scale Electronic Structure Methods and its
Applications
Structure and Dynamics of Biomembranes
Functional Condensed Matter Research from First-Principles

9:00-9:20
9:20-9:40
9:40-10:00

T. Ozaki
H. Noguchi
O. Sugino

10:00-10:20
10:20-10:40

M. Oshikawa

Symmetry-Protected Topological Phases in One Dimension
Break

10:40-11:00

Y. Otani

Spin Current Related Phenomena in Metallic Nano-Structures

11:00-11:20

M. Lippmaa

Nanoscale Oxide Thin Films and Heterostructures

11:20-11:40

S. Katsumoto

Spin Transport in Quantum Structures

11:40-12:00

F. KomoriElectron Dynamics at the Surface of an Intrinsic Topological Insulator

12:00-13:20

Lunch Meeting with Young Researchers (1) (A613 Seminar Room)3

13:20-14:10

Lab Tour (IMGSL)
Chair T. Sakakibara

14:10-14:40

K. Kindo

Past, Present and Future of IMGSL

14:40-15:10

Y. Matsuda

The 1000 T Project with 5 MJ Electromagnetic Flux Compression System

15:10-15:30

M. Tokunaga

Quest for the Excitonic Phase in High Magnetic Fields

15:30-15:50

Break

15:50-16:30

M. Shibayama

Neutron Science Laboratory (NSL), ISSP, U. Tokyo

16:30-16:50

M. Takigawa

ISSP Future Plan

16:50-17:10

Q&A

17:10-18:30

Committee Meeting (Meeting Room 2)

Friday (22th)
9:00-9:20

Chair O. Yamamuro
Y. Harada

9:20-9:40

K. Kondo

9:40-10:00

Y. Kobayashi

10:00-10:20
10:20-10:40

T. Masuda

10:40-11:00

M. Shibayama

In situ / Operando Ultrahigh Resolution Resonant Inelastic Soft X-ray
Scattering
Point Nodes Persisting Far Beyond Tc in the High-Tc Cuprates Revealed by
Laser-ARPES
Leading-Edge Laser Development and its Applications
Break
Inelastic Neutron Scattering Research using High Resolution Chopper
Spectrometer in J-PARC
Physics of Soft Matter @ Shibayama Lab., ISSP

11:00-12:00

Committee Meeting (Meeting Room 2)

12:00-13:20

Lunch Meeting with Young Researchers (2) (A613 Seminar Room)

13:20-16:00

Committee Meeting (Meeting Room 2)

16:00-17:00

Committee-ISSP Joint Meeting (Meeting Room 2)

17:00-18:30

Party (Cafeteria)

4

	
  

東京大学	
  物 性研究所	
  
外部評価報告書	  	 	 2016 年 1 月	
 
	
  
	
  
	
  

	
  

	
  

5

1. 総括	 物性研究所の現状および将来展望	
 物性研究所は、物性科学の基礎研究を世界的にリードする数少ない研究機関の一つである。物性研究所はこの 10 年間、特に	
   LASOR センターをはじめとする大変素晴らしい研究施設を発足させてきた。同時に、これらの独自の施設において非常に生産性の高い共同利用プログラムを運用してきた。物性研究所の重要性や影響力は、数多くの傑出した論文のみならず、物性研究所において助教としてキャリアをスタートし、現在所外の学術機関において指導的地位に就いている多数の研究者によっても示されている。	
  物性研究は様々な方向に向けて急速に進化し続けており、将来の展望は明るい。物
性研究所は引き続きこの分野での主導的立場を維持できる格好の状況にある。物性研究所の強相関電子系の研究は近年強力な成長を遂げ、国際的にも高い存在感を示している。物性研究所の研究者は、他にも様々な研究方向を探求している。その研究は概ね非常にハイレベルであるが、全てが同じレベルの存在感を示しているというわけではない。所内の結束を強め物性研究所の研究が国際的にさらに存在感を示せるよう、物性研究所は組織横断的研究グループの設置案を盛り込んだ戦略的計画を策定した。外部評価委員会はこの計画を強く支持する。以下に詳細な分析を記す。	
  組織横断的連携および重点グループ	 2004 年に東京大学が国立大学法人となり、2011 年に物性研究所が共同利用・共同研
究拠点として文科省の認可を受けた後、物性研究所の使命と学術文化にとって大型研究施設が一段と重要性を増してきている。柏キャンパスでは、極限コーヒレント
光科学研究（LASOR）センターが独自のレーザー設備や分光設備を有し、国際超強磁場科学研究施設（IMGSL）が世界記録的な強度の磁場を提供し、物質設評価施設（MDCL）のスーパーコンピュターセンターは計算資源を提供している。さらに中性子科学研究施設（NSL）は、JRR-3	
 研究用原子炉や	 J-PARC スパレーション中性
子源において中性子散乱実験装置を稼働させており、LASOR センターの軌道放射物性研究施設では SPring-8 シンクロトロンにおいて軟Ｘ線ビームラインを稼働させている。また、計算物質科学研究センター（CCMS）では遠隔地のスーパーコンピュ
ーター資源の利用を支援している。これらの各施設は物性研究所内の研究に利用されているだけでなく、相当数の外部研究者にも利用されている。	
 	 	 こうした状況の変化や、その結果として外部との共同利用・共同研究への取り組みが強化されたこと等の帰結として、近年、物性研究所内で異なる分野間の科学的連携が希薄になっている。特に、理論研究者と実験研究者との共同プロジェクトや共著論文は、こうした協力が物性研究において重要性を増しているにも関わらず、かなり稀であるように見受けられる。この傾向に歯止めをかけ、所内での学際的連携を促進するため、研究所の戦略的計画の中には２つの組織横断的研究グループの新設が盛り込まれている。	
 	
 「量子物質」研究グループは強相関電子系におけるトポロジカル量子相を主な対象とする。最近その範例となる有望な物質が中辻所員とその共同研究者によって発見

	
  

6

された。それ故、中辻所員が当グループのコアメンバーとなっていることは適切である。他には、固体のトポロジカル現象に関する理論研究で堅固な実績を有する押川所員がコアメンバーとして参画する。また、LASOR、IMGSL、NSL、MDCL をはじめとする他の部門・施設からも、相補的な専門技術が得られるであろう。また当グループの競争力を強化する上で、今回提案されている MDCL の設備更新は重要である。急速に進化するこの分野において当グループが世界をリードする潜在的能力を有していることは間違いない。	
 「機能物性」研究グループの目的は、社会的ニーズが高い分野において重要な機能特性を有する物質を対象とした基礎研究を行うことである。このグループでは、重点的な研究テーマに対する共通の関心と相補的な専門技術を有する物性研究所の研究者数名がコアメンバーとなる。これらの研究テーマは、学術的に手応えがあると同時に、応用面でも重要である。物性研究所の指導的研究者を中心に形成される「量子物質」研究グループでは、協奏的な連携による大きなメリットが既に享受されている。「機能物性」研究グループにおいても、「量子物質」研究グループで期待されるような結束の枠組みを踏襲できると思われる。「機能物性」に関係する現在の物性研究所の研究者の顔ぶれから数多くの研究テーマを想定することができる
が、グループの立ち上げに当たっては、実質的な連携と様々な相補的スキルが既に存在する２、３の課題に絞るのがおそらく賢明であろう。界面における化学反応やハイドロゲルは、このようなシナジーのあるテーマの例である。界面化学反応に特化した領域（例えば、燃料電池の電極、触媒活性表面、タンパク質分子と水の境界）
では、化学（森所員）、分光実験（秋山所員、吉信所員）、理論（杉野所員）等の所内の優れた専門知識を基盤とする分野横断的研究グループを形成することができると思われる。	
  もう一つのハイドロゲルの分野には（柴山所員が物性研究所の中心であり、野口所
員、秋山所員との連携が可能である）、医療産業での高い潜在的可能性を有する
様々な機能特性を活用できる機会が大いにある。これらのハイドロゲルは基本的に水性で、物性研究所で開発された実験ツールに理想的に適合する。特に現在、
LASOR	
   内には新たな軟 X 線設備が整備されており、物性研究所が界面化学反応およびハイドロゲルの双方において画期的な発見を行える絶好のチャンスである。そのためには「機能物性」グループの強力な連携相手となり得る、大局的な時空間ス
ケールでの現象を専門とする理論家を発掘する必要がある。	
  外部評価委員会は、これらの学際的グループの設置を強く支持する。近い将来に予定されている何名かの所員の定年退職は、これらのグループがカバーする重要な分野における物性研究所の専門性を強化し、所内での研究交流や結束を高める機会として利用できる。この計画を実行するにあたり、我々は物性研究所が以下の点を検討するよう要請する。	
 	
 

提言	
 
•

	
  

新規所員の採用においては、（研究部門の所属ではなく）これらの部門横断型グループが実施する研究プログラムを最優先で考慮するよう、提言する。
例えば、グループの実験研究者との実りある研究協力の行える理論研究者や、

7

•

•

•
•

LASOR の設備の効果的な利用が可能なソフトマター実験研究者等、物性研究所内に新たな架け橋を構築できるような研究者を重視すべきである。	
 緊密な連携の核を創成するため、これらのグループに追加資源を配分すべきである。１つの方法として所長裁量経費の充当や複数名の所員が指導する「所長裁量ポスドク」の設置も考えられよう。我々は、運営費交付金の削減
および電気料金の上昇に伴う予算状況の厳しさを認識しているが、物性研究所が投入した資源が、中期的な財政改善につながり得る外部資金獲得の種となる可能性も大いにあることを指摘しておく。こうした展望は「機能物性」
研究グループについて特に有望である。	
 物性研究所の主たる使命は基礎研究にあるため、応用研究を志向する場合には、応用研究に特化した研究機関や企業などの所外グループとの緊密な連携を模索すべきである。応用研究機関と物性研究所との緊密な連携によって、非常に高い存在感を示すことができるであろうし、外部資金獲得の面でも非常に優れた展望が開かれるであろう。	
  運営組織の透明性を維持するため、各グループメンバーは物性研究所内の１
つの部門または施設に所属すべきである。	
  部門横断的グループとは別に、若手研究者の交流・連携を促進させるような組織的な対策を行うのがよいと思われる。現状では、大半が一つの建物内ですべての時間を過ごし、他の研究室のメンバーと接する機会がない。例えば、物性研究所全体を対象にしたインフォーマルな集会を毎週開催する等が考え
られる。	
  

国際的展望および人材獲得	
 物性研究所は海外からの優秀なポスドクの獲得に成功しており、彼らは物性研究所	
  のコミュニティーに良く溶け込んでいるように見受けられる。しかしながら、外国人の助教・所員の数は非常に少なく、これらのポジションで一流の外国人の人材を採用する点については、この 10 年間あまり進展がみられていない。	
  	
  現在、物性研究所の共同利用は国内の利用者のみに開放されているようである。物性研究所公式ホームページ（http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/joint_en.html）には「国内」向けの共同利用の募集はあるが、「海外」向けの共同利用の募集に関する記載はない。	
  	
  	
  

提言	
  
•

•

特に今後の所員の退職を視野に入れ、物性研究所が海外の一流の候補者の発掘に向け精力的に努力するよう、我々は提言する。国際的に競争力のある給与水準と退職給付を提供するには運営上難しい問題がある可能性を外部評価
委員会は認識しているが、非常に注目度の高い成功事例を前例として作ることは十分に努力する価値があるであろう。	
  現在、物性研究所では多くのセミナーが日本語で行われている。講演者に英語でのプレゼンテーションを奨励することは、物性研究所の外国人メンバー
にとって有益であろう。	
  

	
  

	
  

8

ジェンダーの多様性	
 女性の所員・助教の割合が非常に低いことは深刻な懸念材料である。一流の女性候補者の獲得は過去 10 年間ほとんど進展していない。	
  

提言	
  
•

•

•

現在、日本の女性物性研究者の数は非常に限られている。女性の割合がより高い海外（中国を含む）から人材をヘッドハントすることも、物性研究所が優れた女性科学者を引き付けるのに役立つ可能性がある。物性研究所は周りの研究機関と協力し、配偶者雇用の支援を提供する体制を整えるべきである。	
  女性助教の採用に対する財政的な支援は、助教レベルでの男女格差の解消を推進する有効な手段となり得る。このような支援は、所長裁量経費費から競争的なプロセスに基づいて提供することも可能であろう。	
  若い女性科学者の人材層を厚くするため、物性研究所は女子学生に特に配慮した高校生や学部生向けのアウトリーチ活動を強化してもよいであろう。	
  

追加提言	
 
•

•

外部評価委員会は、周辺機関との潜在的シナジーをより広範囲に、より効果的に追求・発展させるよう提言する。当該周辺機関には、特に理研に新設された創発物性科学研究センター（CSMS）、東京大学新領域創成科学研究科
物質系、国立研究開発法人物質・材料研究機構	
 (NIMS)、国立研究開発法人
産業技術総合研究所(AIST)、等が含まれる。	
 
科学の発展や科学政策の展開が急速なペースで進んでいることを踏まえ、外部評価委員会は評価サイクルを６年毎へと変更することを提言する。	
 	
 2. 研究部門・付属施設	
 新物質科学研究部門(DNMS)および極限環境物性研究部門(DPEC)	
 新物質科学研究部門と極限環境物性研究部門は、新設の「凝縮系科学研究部門」に統合される予定である。現在、新物質科学研究部門は、瀧川所員、榊原所員、森所
員、中辻所員で構成されている。田島所員および大串所員は他大学へ教授として転出した。極限環境物性研究部門は、上床所員、長田所員、山下所員によって構成されている。この２部門に属する各研究室は新規な物質や電子相の探求に取り組んでいる。その意味で、長田研究室と山下研究室がこの新設部門に統合されることは自然である。上床研究室は、物質設計評価施設に加わる予定である。	
  	
  上記２部門に属する７つの研究室は、電子間の強い相互作用やエネルギーバンド構
造の非自明なトポロジーが生み出すエキゾチックな電子相について、新物質に重点をおいた研究を行っている。この２部門のメンバーは物質設計評価施設の廣井研究室とともに、物質や量子相に関する多くの重要な発見を行い、新物質・量子相に関

	
  

9

する世界有数のショーケースを物性研究所にもたらした。このように卓越した研究
シーズがあることは、物性研究所の強みの一つである。	
  	
  中辻所員は、金属スピン液体におけるゼロ磁場でのホール効果やノンコリニアー型の金属反強磁性体における室温での巨大な異常ホール効果、スピン・軌道液体状態、
軌道秩序の量子臨界点における超伝導の発見を含む、強相関トポロジカル物質に関する傑出した研究成果を出し続けている。森所員は、電子とプロトンとが協奏した
極めて興味深い分子性伝導体を開発し、高伝導性を示す金属状態および新奇の量子
スピン液体を創成した。榊原所員は、ゼロ磁場でのホール効果を中辻所員とともに発見し、また、S＝1/2 ハイゼンベルク鎖における磁場誘起による量子臨界点を発見した。瀧川所員は NMR を用い、例えば二次元スピン・ダイマー系や廣井所員が発見した歪んだカゴメ格子を持つ物質でのエキゾチックな磁場誘起磁化プラトー状態
等、非常に興味深い物性の発見を続けている。山下所員は物性研究所赴任前に、有機三角格子磁性体においてスピンフェルミ面を示す根拠とされる温度に線型な高熱伝導率を発見しており、スピン液体の新奇熱輸送現象を引き続き探求している。長
田所員は有機ディラック系におけるν = 0	  の量子ホール強磁性状態を発見した。上床
所員は高圧発生装置の高度化に成功し、CrAs や MnP における超伝導をはじめとする新たな超伝導体や量子臨界点を発見した。	
  	
  	
  
	
  
提言	
  	
  
	
  	
  
• 新たな物質・電子相の発見を続けていくことは、物性科学における世界屈指の研究所である物性研究所にとって極めて重要である。過去５年間に、新物質の研究を行っていた所員４名（八木所員、田島所員、大串所員（特任）、上田所員（物質設計評価施設））が退職・転出し、５年後には瀧川所員、榊原所員が退職する予定である。彼らがいなくなることは大きな損失である一方、物性研究所における新物質研究を強化する絶好の機会でもある。後任として新物質・電子相を研究している優秀な所員を採用することを、新設の量子物質研究グループや機能物性研究グループとも密接に関連させて検討すべきである。所員人事の長期的な戦略は、物性科学の新たな方向性を参照しつ
つ、全てのポストを同時に見渡しながら検討されるべきである。新規所員の研究テーマや研究手法の多様性が適切なレベルで確保できるよう、慎重に配慮すべきである。	
  • 新設の凝縮系科学研究部門内の物質開発グループが、大型施設を十分に活用するよう奨励する。当グループの研究者はこれらの施設の最も身近な利用者として、施設の今後の展開について特に有益な提案をすることができると思
われる。	
  
	
  
	
  

理論および数値計算	
 理論および数値計算による研究は、物性研究所内で少なくとも３つの異なる組織、
すなわち、物性理論研究部門（DCMT）、物質設計評価施設の物質設計部（MD-D）、
計算物質科学研究センター	
   （CCMS）において行われている。研究施設やセンター
	
  

10

内で特別な責務を担っている所員もいるが、これらの組織の問題点は類似しており、ここで纏めて議論するのが適当である。それぞれの組織に対する個別の提言は該当するパラグラフ内に記載し、全体に共通する提言は本セクションの末尾にまとめて
ある。	
  
	
  
物性理論研究部門（DCMT）	
  物性理論研究部門（DCMT）は物性研究所の中心部門の一つであり、物性理論、特に強相関物質や、最近ではトポロジカル物質等の固体物性の基礎分野において、長年にわたり多大な貢献をしている。当部門の研究者は、MDCL	
   や	
   CCMS の理論研究者とともに、新しい理論的手法の開発、新物質に対する洞察力に富んだ物性の解析、強力な計算機を用いた効率的な数値計算手法の開発において大きな成功を収めてき
た。	
  
	
  
しかしながら	   DCMT では、中心メンバー２名（上田(和)所員および甲元所員	   ）が最近退職し、間もなく３人目（高田所員）も退職するため、所員数が７名から４名に減少する。DCMT の将来計画には、今後この分野での１名以上の採用に配慮するよ
う求めており、これは適切なことである。我々は、このような追加人員の採用によって当グループを強化するという考えを大いに支持するが、主たる所属が DCMT 内となるのか新設の量子物質研究グループとなるのか検討の余地がある。	
  	
  今後も活動を続ける DCMT 所員のうち、杉野所員は、例えば燃料電池反応などにおける電極ダイナミクスや電気触媒作用の第一原理的理解において傑出した貢献を果たしており、この研究は世界的最先端を行くものである。同所員による GW＋
Bethe-Salpeter 法の高度な計算方法の開発もまた貴重な貢献である。押川所員による「対称性によって保護されたトポロジカル相」の分野の発展に対する貢献も、傑出した成果である。押川所員および常次所員は、強相関物質系の理論への貢献において非常に強力な実績を有しており、常次所員の金属絶縁体転移の理論に関する貢献は特に顕著である。加藤研究室では、ナノスケール素子の量子ダイナミックスおよび量子輸送に関し、非常に価値のある研究を行っている。	
  	
  理論グループは物性研究所内の実験グループとの緊密な連携を推進することが奨励される。また量子物質研究グループおよび機能物性研究グループの発足がこの連携の一助となることを望む。杉野所員と秋山所員との実りある連携は、ハードマター
物理とソフトマター物理との効果的な融合によって量子物質と機能性物質との境界領域が大幅に進展することを具体的に示す実例となっている。理論グループの専門
分野はこれまでハードマターに集中していたが、機能物性研究グループの設立により、空間的・時間的に大きなスケールの現象の扱いが必要な系に対して理論・計算面で貢献する絶好の機会が開かれる。DCMT では、燃料電池内にあるような溶液界
面、生体界面における化学反応、ソフトマター系の電子/イオン伝導性、などに対してブレークスルーとなる貢献ができる体勢が十分に整っている。DCMT で培われてきた量子レベルの知識と、ポリマー、複雑液体、階層構造を持つ生体的/人工的集合体、などのソフトマター系に対する統計力学的アプローチを組み合わせることにより、物性研究所が世界に比類のない独自の地位を確立できるようになると期待され

	
  

11

る。さらに、こうした戦略的地位は、外部研究資金の物性研究所への流入を大幅に加速することが期待される。	
 量子物質の領域では、現メンバーに相補的な新所員の専門分野として、第一原理計算に基づく動的平均場理論や量子スピン・ダイナミクス、スピン輸送現象等が考えられる。機能物性の領域では、統計物理学の専門家を加えることも有用かと思われる。	
 

物質設計評価施設物質設計部(MDCL 内 MD-D)	
 物質設計評価施設（MDCL）内の物質設計部	
 (MD-D)	
 は、所内のスーパーコンピュ
ータ設備	
 (SCC-ISSP)およびスパコン共同利用の管理運用センターとしての役割を担っている。この施設は所内および所外の利用者の理論研究活動の強力な基盤であり貴重な研究資源である。MD-D には所員２名が所属している。川島所員が行っている強相関格子モデルの解明に向けた高度な計算手法の開発・応用（量子モンテカ
ルロ法、DMRG 法、最近のテンソルネットワーク法など）は高い水準を示しており、DCMT などにおける他の量子物質に対する理論研究との重なりも大きい。野口所員の研究プログラムは、非平衡流の下での生体膜の動力学モデル等を含んでいる。その研究自体は卓越しているが、同所員の物性研究所内での連携は柴山研究室とのポリマーゲルの力学特性に関する研究に限られている。野口所員の研究が、シンクロ
トロン放射光を用いた実験技術が重要な役割を果すことが期待されるポリマー、複雑液体、物理生物学など、ソフトマターのより多くの課題に拡大される機会は大いにある。	
 

計算物質科学研究センター	
 (CCMS)	
 計算物質科学研究センター	
 (CCMS)は、大型スーパーコンピュータ施設の物質科学研究への利用推進を目的として 2011 年に設立された。委託研究に基づく研究資金のみによって運営されており、高性能スーパーコンピュータを駆使した活動に対して重要な外部支援を提供している。CCMS は特にアルゴリズムの開発、コード最適化、利用者への研修（例：直接体験型ワークショップ）等の形で、MDCL 内で運営しているスーパーコンピューターセンターを支援している。具体例としては、OpenMX
DFT パッケージの保守および開発、特に大規模 DFT シミュレーション用の高度なリニアスケーリングの実装等が挙げられる。CCMS には、特任教授２名が所属しており、彼らは自身の研究に加え、上記の点（利用者の申請に応じたスパコンの利用時間配分の管理を含む）に関し特別な責務を負っている。尾崎特任教授は上記のリニ
アスケーリング・アルゴリズム手法の開発によって貴重な貢献を果たしており、これはナノサイエンスやエネルギー関連物質に応用されている。赤井特任教授による永久磁石の研究のための計算理論とアルゴリズム開発も注目に値する。CCMS には常行所員（熱伝導の計算理論）や藤堂所員（強相関系のテンソルネットワークおよび QMC）等、他部局に本務を有する所員数名が兼任で在籍しており、計算物質科学
イニシアティブ(CMSI)を通じ、計算物質科学における複数研究機関間でのより広範な連携活動におけるパイプ役を担っている。CCMS は外部のプロジェクト資金によって運営されているため、その長期的な展望はそれらのプロジェクトと密接に連動している。特に CCMS は、2020 年に完成が予定されている京コンピュータのアップグレード版である新世代エクサスケールコンピュータを日本の計算物質科学コミュ
	
  

12

ニティーが活用できるように準備を整える上で、大きな役割を果たすことが期待されている。したがってこうした将来の動向に関して、外部評価委員会として具体的な提言を行うことが有益とは言えないであろう。

全般に関する提言	
 物性研究所内における理論と実験の連携：	
 我々は、DCMT、MD-D、CCMSに属する各メンバーが、物性研究所内での理論と実験との連携拡大の機会を模索するよう強く推奨する。物性研究所執行部は、こうした連携を促進する
ようなインセンティブを導入できないかどうか検討すべきである。例えば、
理論−実験の相互連携を対象とすることを明示した「所長裁量ポスドク」を若干名設置することもよいかと思われる。当該案が現実的なものかは別として、	
 物性研究所は本案あるいは同様のインセンティブの設置によって、こうした連携が促進されるかを検討すべきである。	
  	
  	
 
	
  	
 
• マテリアルズ・インフォマティクス：欧米で発展している計算物質理論の傾向を一言で表すならば「マテリアルズ・インフォマティクス」である。これには、物質設計、逆解法、高スループット計算スクリーニング、物質計算とデータベース検索の融合、計算結果の検索可能アーカイブへの保存、マシン
ラーニングおよびパターン認識、ワークフローツールの開発等が含まれる。
外部評価委員会はこうした動向について支持も否定もしないが、計算物質理論グループがこうしたアプローチを十分に理解し、自分達の研究プログラムにマテリアルズ・インフォマティクスの側面を取り入れるべきか否かについて組織的に判断するよう提言する。取り入れるとの判断を下した場合には、
例えば共通ツールやデーターベースの開発など、国内や海外と連携した取組みを進めるかどうか検討すべきである。	
 •	 ナノスケール物性研究部門	
 (DNS)	
 ナノスケール物性研究部門	
 (DNS)	
 は現在、ナノスケール領域の様々な物質系を研究する６研究室によって構成されている。２つの研究室ではスピン輸送の研究を行っている。典型的には、電子線リソグラフィによってパターン形成された複雑なナノスケール構造や、エピタキシャル法で得られる半導体、金属、ハイブリッド多層構造を対象としている。他の３研究室は、低温の走査トンネル顕微鏡やこれに相補的な技法を駆使して、固体表面、あるいは表面上に蒸着した様々なナノクラスター
に対して、電子特性、超伝導特性、磁気特性を調べている。６番目の研究室は、パルスレーザーアブレーション法による薄膜の作製および様々な酸化物や金属/酸化物
ハイブリッド構造の研究に重点を置いている。	
 勝本研究室は現在、量子スピントロニクスおよび III-V 族半導体の変調ドープ量子井
戸からパターン形成したナノ構造におけるアンドレーフ束縛状態に関心を持っている。スピンフィルター効果やスピン偏極によってポイントコンタクトからスピン流を発生させる一方で、量子ドットの帯電領域でのパウリ・ブロッケードあるいはアハラノフ―ボーム振動を用いて、スピン偏極率が定量的に評価される。また、この

	
  

13

手法を物性研究所で作製した他の物質へと広げることが、将来計画とされている。
さらに、半導体ナノスケール構造におけるマヨラナ粒子を研究する前段階として、近接効果を研究するための高品質なプラットフォームである、超伝導体/半導体エピ
タキシャル接合の開発が計画されている。	
 物性研究所および理研に研究室を持つ大谷所員はこの 10 年間、ナノスケールでの金属スピンストロニクスに関する傑出した研究、より具体的には様々な強磁性/非強磁性複合体のナノスケールおよびマイクロスケール構造における純スピン流の生成・制御・検出を行っている。これらの研究には、スピン注入、スピンおよびスピン軌
道トルク、スピンポンピング、スピンホール効果等の現象が含まれている。主な研
究成果の一つに室温でのスピン流−電流変換の実証がある。さらに、スピン流の研究
を超伝導体にも広げたのは大谷研究室が最初であり、低電流域では臨界温度	
 Tc	
 以
下で逆スピンホール効果が巨大化することが実験的に示された。大谷所員の将来計
画には次の２つの方向へ研究を拡張することが盛り込まれている。（１）最近、物性研究所内（例：	
 Bi2O3/Cu)や理研（例：トポロジカル絶縁体）、その他（	
 例：遷移金属ダイカルコゲナイド）で開発された新規物質におけるスピン流の研究。（２）電流−スピン流交換以外の方法によるスピン流の生成。例えば、熱流や音波（例えばリップマー研究室が作製した	
 圧電性 ZnO によって生成された）を用いたスピン流の生成。	
 
固体表面の電気的磁気的性質は、小森所員の中心テーマの一つである。これには三次元トポロジカル絶縁体の表面状態等が含まれ、LASOR や	
 STM/STS を用いた最先端技術を使って研究が行われている。	
 	 	
 
吉信所員は表面化学、表面触媒モデリング、C-H 結合の活性化における量子効果の重要性をテーマにしている。小森所員および吉信所員は、KEK にある SOR 施設の技術開発や LASOR	
 共同利用施設にも貢献している。	
 	
 長谷川所員は STM/STS を用いた低次元物性研究における指導的な科学者の一人である。同所員はこの技術の発展に独自の貢献を果たしており、さらに最適化することによって、最近の表面超伝導体の近接効果における「無反射トンネル」とジョゼフソン磁束の実空間イメージングに関する傑出した研究を行っている。	
 2001 年にリップマー所員が物性研究所に赴任し、酸化物薄膜の作製機構が強化された。同所員は、主にパルスレーザーアブレーション法(PLD)を使って合成したナノシステムを提供することによって、国内外の科学者と共同研究を行っている。	
 家所員は二次元電子系、およびそのナノスケール表面装飾を行った系の輸送現象を研究していたが、2015 年 10 月、日本学術振興会（JSPS）の理事就任に伴い早期退職となった。同所員の後任人事については慎重に検討すべきである。	
 

提言	
 
•

	
  

優位性のあるナノスピントロニクスの研究プログラム、特にバルク結晶や剥離単原子層として得られることが多い新規物質系を対象とする研究を継続す
るには、新たな加工手法を開発しなければならない。そのためには物性研究

14

•

•

•

•

所のナノファブリケーション設備の高度化、あるいは理研でのそうした設備の利用が必要になると思われる。	
 
DNS は、STM/STS	
 等の局所プローブ法や、物性研究所におけるレーザー光
電子分光法を用いた最近の研究に多大なる貢献をしてきた。こうした展開が、表面超伝導や表面磁性等、表面やそのエッジ状態にみられる独特の低次元現象に関する最近の研究成果へと繋がった。外部評価委員会は、超伝導近接効
果やポイントコンタクト型接合の研究を、最近非常に成功しているジョセフソン接合やアンドレーフ反射の研究へとさらに広げるよう提言する。	
 外部評価委員会は、DNS の研究者が自身の局所プローブに関する非常に精巧な技法を物性研究所で開発した新規物質のナノスケール特性の解明に利用するよう提言する。	
 CO2、N2、CH4	
 をはじめとする不活性化学物質の活性化といった新規な化学的機能も、ナノスケールの興味ある研究対象である。また、金属でのキンクエ
ッジやステップエッジの機能性といった新たな概念の探求も興味深いであろう。	
 	 リップマー研究室の PLD を用いた作製した酸化物基板の物理的、化学的機能についてもより広範な探求がなされるべきである。	
 	
 物質設計評価施設(MDCL)	
 物性設計評価施設（MDCL）は、野口所員、川島所員を中心とする物質設計部と廣井所員を中心とする物質合成・評価部によって構成されており、上田寛所員が提唱した「DSC サイクル（設計−合成−評価サイクル）」をキーワードに運営されている。
川島研究室は計算物質科学研究センター(CCMS)	
 の担当でもあり、同センターの活動については、上記「理論および計算」のセクションに記載してある。	
 上田所員の退職後、MDCL の物質合成・評価部の担当所員は廣井所員１名のみとなった。MDCL は自身の強力な研究プログラムを有するだけでなく、物性研究所の他の物質開発グループに同施設の設備(X 線測定室、電子顕微鏡室を含む)を提供している。高圧実験を行っている上床所員が MDCL に異動となる予定である。	
 	
 
廣井所員は、量子磁性および超伝導コミュニティーに大きなインパクトを与える新たな化合物を多数生み出している。同所員の傑出した貢献には、カゴメ構造の反強磁性体におけるエキゾチックな磁気秩序、ラットリング振動による超伝導、5d パイ
ロクロア酸化物におけるリフシッツ転移の発見等が含まれる。	
 

提言	
 
•

	
  

共同利用設備の質は、新物質の研究にとって極めて重要である。MDCL の設備の大半は、15 年近く更新されておらず、中には時代遅れになっているものもある。物性研究所内における新物質に関する卓越した研究活動、および新設の量子物質研究グループや機能物性研究グループを支援するため、早急な更新・高度化を行うことを強く推奨する。	
 

15

•

•

上田（寛）所員は、物性研究所での新物質研究における卓越性を代表する存在であった。同所員の後任として、新物質を研究する優秀な科学者を補充すべきである。これについては新設する凝縮系科学研究部門や、量子物質研究グループ、機能物性研究グループと協力して行うべきである。（新物質科学
研究部門	
 (DNMS)および極限環境物性研究部門	
 (DPEC)への提言参照）	
 物質設計部と物質合成・評価部との間のフィードバックは現時点ではあまり有効に働いていないが、新奇な、あるいはより優れた機能性を持つ物質系に対する第一原理計算に基づく予測の着実な進展により活性化することが考え
られる。	
 

	
 
中性子科学研究施設(NSL)	
 
NSL は 1961 年に設立され、振り返れば学術研究と日本の利用者コミュニティーへのサービス提供において輝かしい実績を長年にわたって残してきた。NSL は９台の分光器を JRR-3 研究炉において稼働させているが、2011 年の大震災以降、運転が停止されている。所内の研究および所外向け共同利用プログラムを継続運用するため、NSL は、ユーザーに対して海外の中性子施設での中性子ビームタイムの獲得や、海外渡航に伴う旅費の援助などに関して支援を提供している。運転停止中に JRR-3 内の設備の改修、高度化も行われた。しかしながら、JRR-3 の停止が長引いていることから、日本における中性子散乱実験技術の維持や、この分野での若手育成が一層困難になってきている。	
 
NSL は KEK と協力して、J-PARC スパレーション中性子源にチョッパー分光器(HRC)を設計、建設した。同分光器は 2010 年に稼働を開始し、現在では世界最高の設備と互角の競争力を有している。最近稼働を始めた 14T 超伝導磁石は磁性実験に対する強力な付加的ツールになるであろう。	
 	
 NSL は、オークリッジ国立研究所	
 (ORNL)とともに日米協力事業「中性子散乱」を実施している。ブルックヘブン国立研究所（BNL）の HFBR 原子炉停止後、冷中性子分光器 CTAX	
 は、BNL から ORNL の高フラックスアイソトープ炉（HFIR）に移設された。HFIR 施設への投資によって、低温や高圧下での中性子回折等、高フラックス中性子ビームへの長期間のアクセスが必要な共同研究が可能となる。例えば、上床研究室	
 (物性研究所極限環境物性研究部門)	
 が率いる共同研究グループは HFIR
での実験をもとに、幅広い温度・圧力範囲にわたって MnP の磁気相図をマッピング
することに成功している。	
 
NSL は４つの独立した研究室によって構成されており、それぞれの研究分野で高い評価を受けている。このうち２つの研究室は電子物性に重点を置いており、特に遷移金属酸化物や重い電子系金属（吉澤所員）、量子磁性体（益田所員）を中心テーマとしている。最近の主な研究結果として、電荷秩序状態にあるニッケル酸化物のスピン励起に関する体系的な非弾性中性子散乱マップ(吉澤所員)やマルチフェロイクス(益田所員)等が挙げられるが、これらは J-PARC の新しい HRC 装置を用いて得られたものである。山室研究室は中性子散乱およびこれと相補的なプローブを用いて、様々な機能性物質を研究している。金属中の水素の構造とダイナミクスに関する詳細な解明は特に興味深い。柴山グループはポリマーゲルの物理に関して世界ト
	
  

16

ップレベルの研究を行っている。精巧に設計されたポリマーネットワークとナノエ
マルジョンにおける柴山所員による幾つかの新現象の発見は、新分野の開拓者としての同所員の名声をさらに高めると同時に、研究者コミュニティと医療産業界に大きな波及効果をもたらした。柴山所員が 2019 年に退職を迎えることを踏まえ、新たな人材登用によってこうした専門性を維持し、成果を出し続けていく必要がある。	
 

提言	
 	
 
•

•

•

•

外部評価委員会は、NSL の指導部およびスタッフが非常に厳しい状況の中、海外での実験を運用することに取り組み成功していることを高く評価するとともに、JRR-3 の早期運転再開を求める働きかけを行なっていることを強く支持する。	
 JRR-3 が再稼働するまで、NSL の全般的戦略には多くの政治的不確定要素が伴う。吉澤所員（2017 年退職予定）の後任については近い将来の政治的動向に照らして検討しなければならないであろう。JRR-3	
 が長期的展望の下に再稼働すれば、適切な専門分野において新規所員を採用することにより、分野横断型的グループを非常に有効に補完できるのではないかと思われる。	
 JRR-3 が再稼働した際には、NSL は JRR-3 内の分光器の運転再開にエネルギーを集中させなければならない。それが完了すれば、提案されている高角度検出器バンクによる HRC の高度化に取り組むことが可能となる。この高度化により、水素ダイナミックスに関する興味深い新実験が可能になり、この装置の科学的な潜在能力が十分に発揮できるであろう。	
 	
 日米共同事業については、すでに 2014 年に外部評価が実施されている。JRR3 研究炉の今後が決まり次第、JRR-3 や	
 J-PARC の装置群を補完するような方向で日米共同事業が形成されるべきである。	
 	
 国際超強磁場科学研究施設	
 (IMGSL)	 	 IMGSL は 2006 年に施設として設立された。現在は、嶽山所員、金道所員、徳永所
員、松田所員が率いる４つの研究室で構成されている。	
 	
 嶽山所員、松田所員の卓越した研究により、IMGSL では現在、学術研究に利用できる世界最高磁場である約 730Ｔまでを発生させることが可能である。この性能はまさに他に並ぶものがない。こうした種類の完全破壊型磁束濃縮法は、世界中の他のどの研究所においても達成されていない。両グループはまた、100Ｔ超の磁場下の半破壊的環境における難しい実験手法も実現させている。また、一層のコイルで85.8T の磁場を達成した金道所員と徳永所員による非破壊型パルス・マグネットの技術的・学術的発展についても、同様な感銘を受ける。現在では、ユーザーの実験向けに 75 T が日常的に利用可能となっている。	
 	
 これらの研究室の研究テーマは、新物質科学研究部門のテーマに類似した、量子凝縮系物質である。そのために所内および所外の利用に向け、可能な限り最強度のパルス磁場が提供されている。すべての研究室がマグネットの作製や利用者支援を積極的に行っているだけでなく、自らトップレベルの研究活動にも従事している。最
	
  

17

近のハイライトとしては、フラストレートした磁性体（例えば ZnCr2O4 等のスピネ
ル化合物）の磁気相図の解明や、SrCu2(BO3)2 の 80Ｔ超での磁化プラトーの特定、ス
ピンラダー系 BiCu2PO6 における磁場誘起相転移の研究などがある。また IMGSL の研究者は、超強磁場における固体酸素の新規相、マルチフェロイック物質(BiFeO3)の磁場誘起不揮発性メモリー効果、グラファイトの量子極限での電子相転移も発見している。また、所外の共同研究者とともに、新規の三角格子スピン 1/2 ハイゼン
ベルグ反強磁性体を発見し、物性評価を行った。	
 	 	 要約すると IMGSL は卓越した、比類ない要素も含むパルス磁場環境と、極めて汎用で高度な測定技術を提供している。スタッフ研究者が少人数であるにもかかわらず、IMGSL の学術的、技術的アウトプットは見事である。	
 	
 

提言	
 
•

•

•

•
•

研究プログラムに支障をきたさずに円滑な引き継ぎが実施できるよう、適切な時期を見計らって嶽山所員（2018 年退職予定）の後任探しを開始することが重要である。	
 自前で 1000 Ｔを達成するという目標は、非常に難しい大変な目標である。非破壊 100T プロジェクトについても同じことが言える。しかしながら外部評
価委員会は、それにもまして新たな実験手法や独自の学術研究の発展をより重要なこととして捉えている。	
 パルス磁場と他の施設（シンクロトロン、高出力レーザー等）とを組み合わせることにより、研究の新たな地平が開かれるようになると思われる。精力的に追求すべきである。	
 国内（大阪）や海外における他の強磁場施設との連携を継続、強化すべきである。	
 
共同利用プログラムの運用のため技術職員の採用を増やすことは非常に有益であると思われる。外部資金の調達はそのための資源の確保に役立つであろ
う。	
 

	
 
極限コヒーレント光科学研究センター(LASOR)	
 概説	
 極限コヒーレント光科学研究（LASOR）センターは、柏の放射光施設計画が中止された後、2012 年に先端分光研究部門の 6 グループと軌道放射物性研究施設の 3 グループが統合されて発足した。この研究グループの再編に伴う LASOR センターの発足は大成功をおさめている。同センター発足からわずか３年で、光電子分光の光源として、あるいは物性評価の手法としてレーザーを活用するという新たな方向性が充分に確立した。光子エネルギーは既に 300 eV	
 (C1s	
 吸収端をカバーする)の領域に達しており、1 keV に向けた開発が進んでいる。この目標の達成は容易ではないが、大半のソフトマテリアルや多くの遷移金属化合物にとって関心のあるエネルギ
ー領域はここであり、非常に魅力的な目標である。同センターの傑出した成果は既に世界中で良く知られており、物性研究所における LASOR は、固体物理学の研究においてこのような先端的な技術を実践している主導的グループとして認識されて

	
  

18

いる。LASOR が探求している時間分解測定やその他の活動も非常に興味深いものであり、これらが物性物理学にとって今後一層重要なツールになることは間違いないであろう。	
 LASOR では柏キャンパスと SPring-8	
 シンクロトロン施設を拠点とする 10 研究室により、以下の４分野についての研究が行われている。	
 (1)	
  極限レーザー科学：柏の２研究室	
 (2)	
  軟 X 線および物質科学：柏の３研究室	 (3)	
  コヒーレント光科学：柏の２研究室	
 (4)	
  軌道放射物性研究施設(SRL):	
 SPring-8 の３研究室	 	
 柏キャンパスの各研究室は、超高速分光、極超高分解能分光、オペランド分光の研究に力を入れている。SPring-8 の各研究室は、20 年以上にわたって開発、向上させてきた分光技術の成果を基に、世界最先端のＸ線分光の開発を続けている。LASOR
は現在、テラヘルツから軟Ｘ線にいたる幅広い領域で基礎科学、応用科学を追求す
る他に類のないセンターとなっている。	
 	
 物性研究所の辛所員は、軌道放射光研究と先端的レーザー分光との緊密な連携を通じて、超高分解能レーザー光電子分光に革新的な進展をもたらした。LASOR はこの精神をさらに広げて物質と光の科学の新たな方向性の開拓を主導している。	
 LASOR の研究対象は広範囲であるため、LASOR 内の研究室同士や物性研究所の物質科学研究者、国内外の研究チームとの共同研究が活発に行われている。	
 LASOR	
 の研究の水準の高さを反映し、同センターは多額の外部資金獲得に成功している。これらの外部資金は LASOR の施設を高度化する上で不可欠なものとなっており、物性研究所の運営にも大きく貢献している。	
 

研究活動	
 
LASOR の４研究グループは、それぞれ独自性のある研究活動を推進している。	
 
(1)	
 

極限レーザー科学グループ	 (板谷所員、小林所員)	
 当グループは、極限分解能を使った時間領域およびスペクトル領域での光と物質の相互作用を研究している。板谷所員は炭素Ｋ殻吸収端（284 eV）近傍にアト秒領域の光源を開発して、超高速分光法の新たな局面を切り開いている。同所員は現在、エネルギー領域を keV	
 にまで拡大させた軟Ｘ線レーザービームラインを開発中であり、高スペクトル分解能Ｘ線吸収放出分光器とともに、超高速Ｘ線分光法の新分野を切り開いている。	
 	
 
小林所員は、超高分解能分光法、光電子分光法、医療分野への応用、産業分野への応用に向けた、最先端超短パルスレーザーの開発において非常に成功している。同
所員は現在、外部プロジェクトへの参加によって平均出力 1 kW の新世代フェム秒レーザーを開発することを計画中である。このシステムは、物性物理のための高出力レーザーXUV 光源になるであろう。	
 
	
  

19

こうした新たなアプローチを追求するにあたり物性研究所には、特定の用途に最も適した最先端のレーザーシステムを、LASOR に所属する一流のレーザー研究者達によって所内で開発できるという強力な利点がある。	
 (2)	
  軟Ｘ線および物質科学グループ（辛所員、近藤所員、岡崎所員）	
 辛所員は、新たな角度分解光電子分光法（ARPES）の開発や、ARPES をさらに拡張したレーザーを用いた超高エネルギー分解能光電子分光法(Laser-ARPES)の開発によって、物性物理に傑出した貢献を果たした。当グループの研究者は、緊密な連携のもとで、ARPES	 を使った物性研究や、新たな光電子分光器や光電子顕微鏡の開発を行っている。Laser-ARPES は現在、7 eV の高調波レーザー光源を用いて世界最高のエネルギー分解能 70 µeV を達成している。	
  	 	
 岡崎所員の画期的な業績の一つは、鉄系超伝導体(Tc ~ 3.4 K)における８ノード構造を持つ異方的超伝導ギャップの直接観測に成功したことである。7 eV 高調波を基に、近藤所員と辛所員は最近、世界最高のエネルギー分解能 1 meV を達成するスピン分
解・角度分解光電子分光器を開発した。両所員は、世界最高の空間分解能 2.6 nm を達成する独自のレーザー光電子顕微鏡も建設した。	
 当グループは、最大 60 eV	
 のフェムト秒高次高調波パルスを使った光電子分光法の実装にも成功している。彼らは軌道放射物性研究施設のビームライン技術を用いたポンプ・プローブ光電子分光の実施に成功しており、TaS2 および VO2 の超高速絶縁体−金属転移を実証した。また、新奇な超伝導体、グラフェン、トポロジカル絶縁体
等の様々な他の物質の研究も行っている。	
 
(3)	
 

コヒーレント光科学（末元所員、秋山所員）	
 当グループは、新規なレーザー分光やコヒーレント非線形光学物理を研究している。
特に末元所員は、弱強磁性物質のスピンダイナミクスにおいて独自のテラヘルツ磁場分光を用いて重要な研究結果を得ている。秋山所員は、半導体レーザーや T 型量
子細線レーザー、利得スイッチング半導体レーザー、多接合太陽電池等の高品質ナ
ノ構造、さらに生物発光システムに関する定量的マクロ分光といった物性科学の新分野の開拓に独自の貢献をしている。	
 急速に進化するレーザー科学技術と、機能性物質や動的システム/能動系/複雑系を含めた物性科学の新たな研究対象とを結びつけて、これまでない光物質科学を物性研究所において創始するために、当グループは重要な位置を占める。	
 
(4)	
 

軌道放射物性研究施設	
  (松田所員、原田所員、和達所員)	
 	
 物性研究所軌道放射物性研究施設の研究者は、2009 年より軟 X 線アンジュレータ
ー・ビームライン BL07LSU (東京大学放射光アウトステーション)を SPring-8 内に整備し、高輝度放射光を用いた先端的分光法による物性科学を発展させている。現在エンドステーションには、世界的に高性能な時間分解能軟Ｘ線分光装置、三次元
走査光電子顕微鏡、高分解共鳴非弾性軟Ｘ線散乱分光装置	
 (軟Ｘ線 RIXS)が設置されている。	
 	
 

	
  

20

松田所員は BL07LSU の開発において主要な役割を果たしたことに加え、最近	 XFEL レーザーや	
 HHG レーザーを用いた共鳴磁気光学カー効果に関する先駆的な実験を行い、これらのフェムト秒パルスが素過程の探求に適していることを見いだ
した。原田所員は、軟Ｘ線 RIXS	
 を用いて、液体の水における水素結合に関する注
目すべき発見をしており、リチウムイオン電池の電極等の先端技術に向けたその場
観察・オペランド観測分光の研究も行っている。和達所員は最近、共鳴軟Ｘ線回折を用いて、新規スピンバルブ系における悪魔の階段的磁気構造の観測という重要な成果を創出している。	
 	
 こうした活動を通じて、軌道放射物性研究施設は国内外の研究チームとの連携に貢献している。	
 将来計画	
 LASOR は超高速分光、超高分解能分光、オペランド分光、の３分野を中心テーマとすることを提案している。これらの分野を探求するにあたり、学際的研究と極限的かつ革新的な光源の開発による光物質科学および光科学の推進に向けた、以下の４
プロジェクトを計画している。	
 
(1)	
 

kW レーザーを使った先端的光源	
 平均出力が kW の範囲となる次世代固体レーザーの開発が計画されている。これらのレーザーは VUV からＸ線までの領域で、アト秒パルス、単色コヒーレント放射、高強度等の様々な独特の特徴を示す短波長レーザービームラインの開発に利用され
る。	
 
(2)	
 

極限レーザー励起および固体における超高速光科学	
 当プロジェクトでは、強レーザー場物理学、アト秒分光、複雑固体物質の光周波数
コム分光、コヒーレント光物質科学をはじめとする光科学の未踏分野を探索することを提案している。このアプローチによって、物性物理の研究対象が定常状態から、
これまで大規模な研究がなされてなかった過渡状態や非平衡状態へと拡大するであ
ろう。	
 
(3)	
 

次世代シンクロトロン放射光源の推進	
 

SRL はシンクロトロン放射光の物質科学に向けた開発や利用において、またこの分
野での若手科学者の育成において中心的な役割を担ってきた。SPring-8 の軟Ｘ線ビームライン BL07LSU の高度化に加え、SRL は日本の次世代シンクロトロン・XFEL	 光源の開発・建設に従事する予定である。	
 	
 
(4)	
 

次世代光科学のセンターオブエクセレンス(COE)	
 	
 LASOR は他大学や他の研究機関と緊密な連携を図って光科学と物性科学とを融合させ、次世代光科学における COE になることを提案している。例えば、超高分解能光
電子分光・顕微分光および時間分解光電子分光、吸収、および共鳴非弾性散乱分光
は、触媒相互作用等の様々な現象のオペランド分光の進化に貢献するであろう。	
 

	
  

21

また産業分野での連携、協力の提案もなされている。物性科学向けに開発されたkW	
 級の光源は、新たな産業分野での応用を開拓する上でも、また極限条件下でのレーザーと物質の相互作用に関するマルチスケールの物理を理解する上でも役立つであろう。	
 人事関連	
 2005 年の外部評価では、柏に新しい放射光施設を建設するというプロジェクトに関し様々な難しい問題が指摘された。これらの問題点は完全に解決済みであり、LASOR はそれぞれの分野で存在感を示している多数の有能な所員を擁することに成功している。LASOR では所員２名の退職が近づいており（末元所員が 2016 年３月、
辛所員が 2019 年３月にそれぞれ退職予定）、LASOR の将来に向けた次世代の所員の登用を戦略的に計画する重要な時期にきている。	
 	
 もう一つの問題は、光科学関連の理論研究者が物性研究所に不足している点である。
この分野を専門とする所員がいれば、光物質科学の急速な発展に大いに資することができるのではないかと思われる。	
 	
 LASOR が柏および SPring-8 において、様々な先端的設備を開発、維持するためには、十分な訓練を積んだ技術職員が必要である。LASOR の技術職員の数は限られているため、将来計画を実行するためには人員増加に向けた何らかの措置を取る必要
がある。	
 	
 

提言	
 
•

•

•

•

	
  

超高速分光、超高分解能分光、オペランド分光を中心に研究を進めていくという LASOR の基本科学計画は適切なものであり、光物質科学の新領域を切り開くものと期待される。このチャレンジングな計画を遂行し、物性科学コ
ミュニティーを主導していけるよう LASOR を強化するためのあらゆる努力が行われるべきである。	
 末元所員が 2016 年 3 月に退職予定である。後任として、この分野のトップレベルの研究者をすぐに採用すべきである。LASOR センター長および軌道放射
物性研究施設（SRL）長を務める辛所員も３年後に退職する。LASOR の運営に関わる後任の人事計画を、十分な時間的余裕を持って策定すべきである。
辛所員の並はずれて優れた業績をふまえ、	
 物性研究所は同所員が引き続きLASOR での研究に貢献できる方法を模索すべきである。	
 LASOR	
 は多数の外部資金を獲得し、物性研究所の財政に貢献してきた。	
 物性研究所は、様々なプロジェクトの積極的な提案によってさらなる外部資金が獲得できるよう、LASOR を高く評価し支援しすべきである。しかしながら、研究スタッフの過度の負担を避けるため、主要業務（研究および教育）と共同利用の運営やコミュニティー支援等のその他の業務との適切なバランスが保たれるようにすべきである。	
 新たな放射光技術の開発における SPring-8 の東京大学アウトステーションの重要性を鑑み、特に SPring-8 が日本での国家的重要テクノロジーの１つに数えられていることから、その活動を継続するためのあらゆる努力が行われるべきである。	
 

22

	
  
	
  
Review	
  of	
  the	
  Institute	
  for	  Solid	  State	  Physics,	
  the	
  University	
  of	
  Tokyo	  	  January	  2016	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Committee	
  Members	  	  Tomasz	  Dietl	  	
   Polish	
  Academy	
  of	
  Science	
  &	
  Tohoku	
  University	  	
  Yoshiaki	  Kato	  	
   Graduate	
  School	
  for	  the	  Creation	
  of	
  New	
  Photonics	
  Industries	
  
	
  
Maki	
  Kawai	  	
   University	
  of	
  Tokyo	
  	
  
	
  
Bernhard	
  Keimer	
  	
  	
  	
  	
   Max	  Planck	
  Institute	
  for	  Solid	  State	  Research	
  (Chair)	
  Murugappan	  Muthukumar	
   University	
  of	
  Massachusetts,	
  Amherst	  	
  Hidenori	  Takagi	  	
   Max	  Planck	
  Institute	
  for	  Solid	  State	  Research	
  	
  
&	
  University	
  of	
  Tokyo	
  	
  
	
  
David	
  Vanderbilt	  	
   Rutgers	
  University	
  	
  
	
  
Joachim	
  Wosnitza	  	
   Dresden	
  High	  Magnetic	  Field	
  Laboratory,	  	
  Helmholtz-­‐Zentrum	
  Dresden-­‐Rossendorf	
  

	
  

23

1. General	
  aspects	  Current	
  standing	
  and	
  future	
  perspectives	
  of	
  the	  ISSP	
  The	
   ISSP	
   belongs	
   to	   a	   small	   group	
   of	
   world-­‐leading	
   institutions	
   for	   fundamental	
   research	
   in	  solid-­‐state	
  sciences.	
  In	
  the	
  past	  decade,	
  the	
  Institute	
  has	
  created	
  extremely	
  impressive	  facilities	
  including	
  particularly	
  the	  LASOR	
  laboratory.	
  At	
  the	
  same	  time,	  the	
  Institute	
  has	
  operated	
  highly	
  productive	
  external	
  user	  programs	
  at	
  these	
  unique	
  facilities.	
  The	
  stature	
  and	
  influence	
  of	
  the	
  Institute	
   is	
   documented	
   not	   only	
   by	
   numerous	
   outstanding	
   publications,	
   but	   also	
   by	
   many	  scientists	
   who	
   started	   their	
   careers	
   as	
   research	
   associates	
   at	
   ISSP	
   and	   now	
   hold	
   prominent	
  positions	
  at	
  outside	
  academic	
  institutions.	
  Solid-­‐state	
   research	
   is	
   continuing	
   to	
   evolve	
   rapidly	
   in	
   various	
   directions,	
   and	   prospects	
   for	  future	  development	
  are	
  bright.	
  The	  ISSP	
  is	
  in	
  an	
  excellent	
  position	
  to	
  continue	
  its	
  leadership	
  in	
  
this	
  field.	
  Correlated-­‐electron	
  research	
  at	
  the	
  Institute	
  has	
  grown	
  strongly	
  in	
  recent	
  years	
  and	  is	
  highly	   visible	
   internationally.	
   Scientists	
   at	
   the	   Institute	
   also	
   pursue	
   a	
   diverse	
   set	   of	
   other	  research	
  directions	  –	
  generally	
  at	
  a	
  very	  high	  level,	
  but	  not	
  uniformly	
  with	  the	
  same	  degree	  of	
  visibility.	
   To	
   enhance	
   the	   cohesion	
   within	
   the	   Institute	
   and	   the	   visibility	
   of	
   ISSP	
   research	
  internationally,	
  the	
  Institute	
  has	
  devised	
  a	
  strategic	
  plan	  that	  calls	
   for	  the	
  formation	
  of	
  trans-­‐
divisional	
   research	
   groups.	
   The	   Committee	
   strongly	
   endorses	
   this	
   plan;	
   a	
   detailed	
   analysis	
   is	  given	
  below.	
  	  Trans-­‐divisional	
  cooperation	  and	
  focus	
  groups	  Following	
   the	   transformation	
   of	
   the	   University	
   of	
   Tokyo	
   into	
   a	
   university	
   corporation	
   in	
   2004	  and	
   the	   authorization	
   of	
   ISSP	
   as	   a	   Joint	
   Research/Usage	
   Center	
   by	
   MEXT	   in	
   2011,	
   large-­‐scale	
  research	
  facilities	
  have	  become	
  increasingly	
  important	
  for	  the	
  Institute’s	
  mission	
  and	
  scientific	
  culture.	
  	  On	  the	  Kashiwa	
  campus,	
  the	  LASOR	
  laboratory	
  houses	
  unique	
  laser	  and	
  spectroscopy	
  facilities,	
   the	  IMGSL	  provides	
  magnetic	
  fields	
  of	
  record	
  strength,	
  and	  a	
  supercomputer	
  center	  (SCC-­‐ISSP)	
  operated	
  by	
  the	
  MDCL	
  provides	
  computational	
  resources.	
  In	
  addition,	
  the	
  Institute	
  operates	
   neutron-­‐scattering	
   instruments	
   at	
   the	   JRR-­‐3	
   reactor	
   and	   at	
   the	   J-­‐PARC	
   spallation	  source	   through	   the	   NSL,	
   a	
   soft	
   X-­‐ray	
   beamline	
   at	
   the	   SPring-­‐8	
   synchrotron	
   through	   the	  Synchrotron	  Radiation	
  Laboratory	
  of	
  the	  LASOR,	
  and	
  provides	
  support	
  for	  the	
  utilization	
  of	
  off-­‐site	
  supercomputer	
  resources	
  through	
  the	  CCMS	  laboratory.	
  Each	  of	
  these	  facilities	
  provides	  a	
  platform	
  for	
  in-­‐house	
  research,	
  and	  it	  also	  serves	
  a	
  sizable	
  outside	
  user	  community.	
  	
  	
  
Partly	   as	   a	   result	
   of	
   these	   transformations	
   and	   the	   consequent	
   focus	
   on	
   outside	
   collaborations,	
  scientific	
   collaboration	
   between	
   the	   different	
   disciplines	
   within	
   ISSP	
   has	   declined	
   in	
   recent	
  years.	
   In	
   particular,	
   joint	
   projects	
   and	   publications	
   of	
   ISSP	
   experimentalists	
   and	   ISSP	
   theorists	  24

appear	   to	
   be	
   rather	
   infrequent,	
   despite	
   the	   increasing	
   importance	
   of	
   such	
   collaborations	
   in	  solid-­‐state	
   research.	
   To	
   counteract	
   this	   trend	
   and	   to	
   stimulate	
   interdisciplinary	
   cooperation	
  within	  ISSP,	
  the	
  Institute’s	
  strategic	
  plan	
  includes	
  two	  new	
  cross-­‐divisional	
  research	
  groups.	
  	
  
The	
   “quantum	
   materials”	
   group	
   will	
   focus	
   on	
   topological	
   quantum	
   phases	
   in	
   correlated-­‐electron	
  materials,	
  as	
  exemplified	
  by	
  the	  very	  promising	
  materials	
  recently	
  discovered	
  by	
  Prof.	
  Nakatsuji	
   and	   coworkers.	
   Quite	   appropriately,	
   the	   Institute	
   has	   identified	
   Prof.	
   Nakatsuji	
   as	
   a	
  
core	
   member	
   of	
   the	   group.	
   He	
   will	
   be	
   joined	
   by	
   Prof.	
   Oshikawa,	
   who	   has	
   a	
   strong	
   record	
   in	
  theoretical	
   research	
   on	
   topological	
   phenomena	
   in	
   solids.	
   Complementary	
   expertise	
   is	   also	
  available	
   in	
   other	
   divisions	
   and	   laboratories	
   including	
   LASOR,	
   IMGSL,	
   NSL,	
   and	   MDCL.	
   The	  proposed	
   refurbishment	
   of	
   the	   MDCL	   facilities	
   will	
   be	
   important	   to	
   enhance	
   the	  competitiveness	
   of	
   this	
   group.	
   	
   There	
   is	
   no	
   doubt	
   that	   the	   group	
   has	   the	   potential	
   to	
   be	
   world-­‐
leading	  in	
  this	  rapidly	
  evolving	  field.	
  	
  
The	
  aim	  of	
  the	
  group	
  on	
  “functional	
  materials”	
  is	
  to	
  conduct	
  fundamental	
  research	
  on	
  materials	
  with	
  significant	
  functional	
  properties	
  in	
  areas	
  of	
  immediate	
  societal	
  needs.	
  	
  This	  group	
  will	  be	
  nucleated	
   around	
   several	
   ISSP	
   researchers	
   with	   common	
   interests	
   and	   complementary	  expertise	
   in	
   focused	
   research	
   topics,	
   which	
   are	   both	   intellectually	
   challenging	
   and	   significant	
   in	
  terms	
   of	
   applications.	
   The	   “quantum	
   materials”	
   group,	
   which	
   will	
   be	
   created	
   around	
   leading	  ISSP	
   researchers,	
   already	
   enjoys	
   tremendous	
   synergistic	
   collaborations.	
   The	   “functional	
  materials”	
   group	
   could	
   follow	
   the	   template	
   of	
   cohesion	
   expected	
   from	
   the	   “quantum	
   materials”	
  group.	
   Although	
   many	   research	
   topics	
   can	   be	
   identified	
   to	
   emerge	
   from	
   the	   current	
   ISSP	  researchers	
   in	
   the	   domain	
   of	
   “functional	
   materials”,	
   it	
   is	
   perhaps	   prudent	
   to	
   focus	
   on	   a	   few	
  topics	  in	
  the	  beginning	
  where	
  there	  are	
  already	
  significant	  collaborations	  and	
  complementary	  skill	
  sets.	
  Examples	
  of	
  such	  synergistic	
  topics	
  are	
  interfacial	
  chemical	
  reactions	  and	
  hydrogels.	
  In	
  
the	
   focus	
   area	   of	
   interfacial	
   chemical	
   reactions	
   (for	
   instance,	
   at	
   electrodes	
   in	
   fuel	   cells,	
  catalytically	
   active	   surfaces,	
   or	
   aqueous	
   interfaces	
   around	
   protein	
   molecules),	
   an	  interdisciplinary	  research	
  group	
  could	  build	
  on	
  excellent	
  expertise	
  within	
  the	
  Institute,	
  including	
  chemistry	
  (Mori),	
  spectroscopy	
  (Akiyama,	
  Yoshinobu),	
  and	  theory	
  (Sugino).	
  	
  
The	
   other	   area	   of	
   hydrogels	
   (with	
   Prof.	
   Shibayama	
   as	   a	   prominent	
   exponent	
   at	
   ISSP,	
   and	  potential	
   collaborations	
   with	   Noguchi	
   and	
   Akiyama)	
   offers	
   tremendous	
   opportunities	
   to	  harness	
   a	
   variety	
   of	
   functional	
   properties	
   with	   great	   potential	
   to	
   the	   health-­‐care	
   industry.	
  These	
   hydrogels,	
   being	
   essentially	
   water-­‐based,	
   are	   ideally	
   suited	
   to	
   the	   experimental	
   tools	
  mastered	   at	
   the	   ISSP.	
   In	
   particular,	
   the	   ISSP	
   currently	
   has	
   a	
   unique	
   opportunity,	
   with	
   the	  availability	
   of	
   the	   new	
   soft	
   x-­‐ray	
   facilities	
   in	
   the	   LASOR	
   laboratory,	
   to	
   make	
   break-­‐through	
  discoveries	
   in	
   the	   context	
   of	
   both	   interfacial	
   chemical	
   reactions	
   and	   hydrogels.	
   A	
   strong	
  theoretical	
  counterpart,	
  with	  expertise	
  in	
  large	  length	
  and	
  time	  scales	  phenomena	
  will	  have	
  to	
  
be	
  identified	
  for	  the	
  “functional	
  materials”	
  group.	
  

25

	
  
The	
   Committee	
   strongly	
   endorses	
   the	   formation	
   of	
   these	
   cross-­‐disciplinary	
   groups.	
   The	  impending	
   retirements	
   of	   several	
   senior	
   faculty	
   members	
   will	   provide	
   the	   opportunity	
   to	
  strengthen	
   the	   Institute’s	
   expertise	
   in	
   key	   areas	
   covered	   by	
   the	   groups,	
   and	   to	
   enhance	
  scientific	
   exchange	
   and	   cohesion	
   within	
   the	   Institute.	
   We	
   ask	   the	   Institute	
   to	
   consider	
   the	  following	
  points	
  in	
  implementing	
  this	  plan.	
  	
  Recommendations	
  
•

•

•

•
•

	
  We	
   recommend	
   that	   the	   research	
   program	
   pursued	
   within	
   these	   groups	
   (not	
   affiliation	
  

with	
   one	   of	
   the	   Divisions)	
   be	
   given	
   primary	   consideration	
   in	
   hiring	
   new	
   faculty.	
   	
   The	  focus	   should	
   be	
   on	
   scientists	
   who	
   will	
   build	
   new	
   bridges	
   within	
   the	   Institute,	
   such	   as	
  theorists	
   who	
   can	
   interact	
   fruitfully	
   with	   experimentalists	
   within	
   the	   groups,	
   or	
   soft-­‐matter	  experimentalists	
  who	
  can	
  effectively	
  utilize	
  the	  LASOR	
  facility.	
  
	
  
To	
   nucleate	
   strong	
   collaborations,	
   some	   additional	
   resources	
   should	
   be	   allocated	
   to	
   the	  groups.	
   One	   scheme	
   may	   be	
   to	
   replenish	
   the	   Director’s	
   discretionary	
   fund,	
   and	   to	  establish	
   “Director’s	
   Postdocs”	
   who	   are	   jointly	
   supervised	
   by	
   two	   or	
   more	
   faculty	  members.	
  We	
  recognize	
  the	  difficult	  budget	
  situation	
  due	  to	
  the	
  decline	
  in	
  government	
  support	  and	  the	
  rising	
  electricity	
  costs,	
  but	  we	
  note	  that	  the	  resources	
  provided	
  by	
  the	
  Institute	
   may	   well	
   seed	
   external	
   funding	
   proposals	
   which	
  have	   the	   potential	
   to	
   improve	  the	
   fiscal	
   situation	
   in	
   the	   mid-­‐term.	
   This	   perspective	   is	
   particularly	
   promising	
   for	   the	  “functional	
  materials”	
  group.	
  	
  Since	
   ISSP’s	
   primary	   mission	
   is	
   in	
   fundamental	
   research,	
   strong	
   collaboration	
   with	  outside	
  groups	
  (either	
  in	
  an	
  institute	
  focused	
  on	
  applied	
  research,	
  or	
  in	
  industry)	
  should	
  be	
   explored	
   to	
   pursue	
   applications.	
   A	
   strong	
   alliance	
   between	
   ISSP	
   and	   an	
   applied-­‐research	
  institution	
  could	
  become	
  very	  visible	
  and	
  would	
  have	  excellent	
  perspectives	
  for	  a	
  funding	
  initiative.	
  In	
  order	
  to	
  maintain	
  a	
  transparent	
  organizational	
  structure,	
  each	  group	
  member	
  should	  be	
  integrated	
  into	  one	  of	
  the	  Divisions	  or	
  Laboratories	
  at	
  the	
  Institute.	
  Independent	
   of	
   the	   cross-­‐divisional	
   groups,	
   the	   Institute	
   could	
   take	
   organizational	
  measures	
   to	
   stimulate	
   exchange	
   and	   collaboration	
   between	
   young	
   scientists,	
   most	
   of	  whom	
   spend	
   their	
   entire	
   time	
   in	   a	   single	
   building,	
   without	
   the	   opportunity	
   to	
   meet	  members	
   of	
   other	
   groups.	
   Such	   measures	
   might	
   include	
   Institute-­‐wide	
   informal	
   get-­‐togethers	
  on	
  a	
  weekly	
  basis.	
  

	
  
	
  

26

International	
  outlook	
  &	
  recruitment	
  The	
  Institute	
  has	  been	  successful	  in	
  attracting	
  excellent	
  international	
  postdocs	
  who	
  appear	
  to	
  
be	
  well	  integrated	
  into	  the	  ISSP	
  community.	
  	
  However,	
  the	
  number	
  of	
  non-­‐Japanese	  research	
  associates	
   and	   professors	
   is	
   very	
   low,	
   and	   not	   much	   progress	
   has	   been	
   made	
   during	
   the	   last	  decade	  in	
  attracting	
  international	
  top	
  talent	
  at	
  these	  levels.	
  	
  Joint	
   research	
   at	
   ISSP	
   at	
   moment	
   appears	
   to	
   be	
   open	
   only	
   for	   domestic	
   users.	
   In	
   the	   official	
  home	
  page	  of	  ISSP	
  (http://www.issp.u-­‐tokyo.ac.jp/maincontents/joint_en.html),	
  there	  is	  a	
  call	  for	  "domestic"	  joint	
  research	
  but	  no	
  call	  for	  "international"	
  joint	
  research.	
  	
  	
  
Recommendations	
  
•

•

•

Especially	
  in	
  view	
  of	
  the	
  upcoming	  faculty	
  retirements,	
  we	
  recommend	  that	  the	
  Institute	
  undertake	
   a	
   dedicated	
   effort	
   to	
   identify	
   top	   international	
   candidates.	
   The	   Committee	
  recognizes	
   potential	
   administrative	   challenges	
   in	
   offering	
   internationally	
   competitive	  salary	  levels	
  and	
  retirement	
  terms,	
  but	  a	
  successful,	
  highly	
  visible	
  precedent	
  would	
  be	
  
well	
  worth	  the	
  effort.	
  The	
  user	  program	
  at	
  the	
  Institute’s	
  large-­‐scale	
  facilities	
  could	
  be	
  used	  more	  effectively	  to	
   attract	
   international	
   visitors.	
   Visitors	
   who	
   experience	
   the	   outstanding	
   research	
  opportunities	
  at	
  the	  ISSP	
  directly	
  may	  be	
  more	  susceptible	
  to	
  recruiting	
  efforts.	
  To	
  this	  end,	
  the	
  user	  programs	
  should	
  be	
  advertised	
  more	  prominently	
  to	
  potential	
  users	
  from	  abroad,	
  with	  application	
  forms	
  in	
  English. 	
  Many	
  seminars	
  at	
  the	
  Institute	  are	
  currently	
  given	
  in	
  Japanese.	
  International	
  members	
  of	
  the	  ISSP	
  would	
  benefit	
  if	
  speakers	
  could	
  be	
  encouraged	
  to	
  give	  their	
  talks	
  in	
  English.	
  	
  Gender	  equality	
  The	
   very	
   small	   proportion	
   of	
   female	
   faculty	
   and	   research	
   associates	
   is	   a	   cause	
   for	   serious	
  concern.	
   There	
   has	   been	
   virtually	
   no	
   progress	
   in	
   attracting	
   top	   female	
   candidates	
   during	
   the	  last	
  decade.	
  	
  Recommendations	  •Currently	
   the	   number	
   of	
   female	
   solid-­‐state	
   scientists	
   is	
   very	
   limited	
   in	
   Japan.	
  International	
   headhunting	
   in	
   countries	
   with	
   a	
   higher	
   representation	
   of	
   females	
  (including	
   China)	
   could	
   help	
   attract	
   leading	
   female	
   scientists	   to	
   the	   ISSP.	
   The	   Institute	
  should	   be	
   prepared	
   to	
   offer	
   assistance	
   with	   dual-­‐career	
   issues,	
   in	
   cooperation	
   with	  surrounding	
  institutions.	
  	
  

27

•

•

Financial	
  incentives	
  to	
   hire	  female	  research	
  associates	
  might	
  be	
  an	
  effective	
  means	
   to	
  promote	  gender	
  equality	
  at	
  this	  level.	
  	
  Support	
  could	
  be	
  provided	
  through	
  the	
  Director’s	
  discretionary	
  fund	  based	  on	
  a	
  competitive	
  procedure.	
  To	
   help	
   build	
   a	
   talent	
   pool	
   of	
   young	
   female	
   scientists,	
   the	   Institute	
   could	
   reinforce	
   its	  outreach	
  activities	
  to	
  high	  schools	
  and	
  junior	
  university	
  students,	
  with	  special	
  attention	  to	
  females.	
  	
  

	
  
Additional	
  recommendations	
  
•

•

The	
   Committee	
   recommends	
   that	
   potential	
   synergies	
   with	   surrounding	
   institutions	   be	
  explored	   and	   developed	
   more	
   widely	
   and	   effectively.	
   These	   include	
   in	
   particular	
   the	  new	
   Center	
   for	   Emergent	
   Matter	
   Science	
   at	
   RIKEN,	
   the	   Department	
   of	
   Advanced	
  Materials	
  Science	
  of	
  the	
  University	
  of	
  Tokyo,	
  the	  National	
  Institute	
  for	  Materials	
  Science,	
  and	
  the	  National	
  Institute	
  of	
  Advanced	
  Industrial	
  Science	
  and	
  Technology.	
  In	
   view	
   of	
   the	   rapid	
   pace	
   of	
   development	
   in	
   both	   science	
   and	   science	
   policy,	
   the	  Committee	
  recommends	
  transitioning	
  to	
  a	
  six-­‐year	
  reviewing	
  cycle.	
  

	
  
	
  

2. Divisions	  and	  Laboratories	
  Division	
  of	
  New	  Materials	
  Science	
  (DNMS)	
  &	
  Division	
  of	
  Physics	
  in	
  Extreme	  Conditions	
  (DPEC)	
  
	
  
The	
  Division	
  of	
  New	  Materials	
  and	  the	  Division	
  of	
  Physics	
  in	
  Extreme	  Condition	
  are	
  planned	
  to	
  
be	
   integrated	
   into	   the	   new	
   Division	
   of	
   Condensed	
   Matter	
   Science.	
   The	   Division	
   of	
   New	
  Materials	
  currently	
  consists	
  of	
  Prof.	
  Takigawa,	
  Prof.	
  Sakakibara,	
  Prof.	
  Mori	  and	
  Prof.	
  Nakatsuji.	
  Prof.	
   Tajima	   and	   Prof.	
   Ohgushi	
   left	   to	
   take	
   full	   professorships	
   in	
   other	   universities.	
  The	
   Division	  of	
  Physics	
  in	
  Extreme	  Condition	
  consists	
  of	
  Prof.	
  Uwatoko,	  Prof.	
  Osada	
  and	
  Prof.	
  Yamashita.	
  The	  groups	   in	
   the	   two	
   divisions	
   are	   working	
   on	
   the	   exploration	
   of	
   new	
   compounds	
   or	
   new	
  electronic	
   phases.	
   In	
   this	
   sense,	
   it	
   is	
   natural	
   to	
   integrate	
   the	   groups	
   of	
   Osada	
   and	   Yamashita	  into	
   the	   larger	
   division.	
   Uwatoko	
   is	
   joining	
   the	   Materials	
   Design	
   and	   Characterization	
  Laboratory.	
  
	
  
The	
  seven	
  groups	
  in	
  the	
  two	  divisions	
  have	  been	
  working	
  on	
  the	
  exploration	
  of	
  exotic	
  electronic	
  phases	  produced	
  by	
  electron	
  correlations	  and	
  nontrivial	
  band	  topology,	
  with	  emphasis	
  on	
  new	  materials.	
  	
  Many	  important	
  discoveries	
  of	
  materials	
  and	
  quantum	  phases	
  were	  delivered	
  by	
  the	  members	
  of	
  the	
  two	  divisions,	
  together	
  with	  the	
  Hiroi	
  group	
  at	
  MDCL,	
  which	  created	
  one	  of	
  the	
  28

world’s	
   best	
   showcases	
   of	
   new	
   materials	
   and	   quantum	
   phases	
   at	
   ISSP.	
   Having	
   such	
   excellent	
  seeds	
  within	
  the	
  Institute	
  is	
  one	  of	
  the	
  strengths	
  of	  ISSP.	
  	
  Nakatsuji	
   keeps	  producing	
  outstanding	
  output	
   on	
  correlated	
  topological	
  matter,	
  including	   the	  discoveries	
  of	
  exotic	
  Hall	  effects	
  such	  as	
  a	
  zero-­‐field	
  Hall	  effect	
  in	
  a	
  metallic	
  spin	  liquid	
  and	  a	
  giant	
   anomalous	
   Hall	   effect	
   at	
   room	
   temperature	
   in	   a	   metallic	
   non-­‐collinear	
   antiferromagnet,	
   a	
  spin-­‐orbital	
   liquid	
   state,	
   and	   superconductivity	
   at	   orbital	
   quantum	
   critical	
   points.	
   Mori	  developed	
  quite	
  impressive	  electron-­‐proton	
  coupled	
  molecular	
  conductors	
  and	
  created	
  highly	
  conducting	
  metals	
  and	  a	
  new	
  class	
  of	
  quantum	
  spin	  liquids.	
  Sakakibara	
  discovered	
  the	
  zero-­‐field	
  Hall	
  effect	
  together	
  with	  Nakatsuji,	
  and	  a	
  magnetic-­‐field-­‐induced	
  quantum	  critical	
  point	
  in	
  an	
  S	
  
=	
  1/2	  Heisenberg	
  chain.	
  Takigawa,	
  using	  NMR,	
  keeps	  finding	
  fascinating	
  physics	
  e.g.	
  in	
  an	
  exotic	
  field-­‐induced	
   magnetization-­‐plateau	
   state	
   in	   a	   two-­‐dimensional	
   spin-­‐dimer	
   system	
   and	   in	   a	
  distorted	  Kagome	
  material	
  discovered	  by	
  Hiroi.	
  Yamashita	
  discovered	
  a	  T-­‐linear	
  large	  thermal	
  conductivity	
   in	
   an	   organic	
   triangular	
   magnet	
   before	
   joining	
   ISSP,	
   which	
   is	
   believed	
   to	
   be	
  evidence	
  for	  a	
  spin	  Fermi	  surface	
  and	  is	
  exploring	
  novel	  thermal-­‐transport	
  phenomena	
  of	
  spin	  liquids.	
   Osada	
   discovered	   the	
   ν	
   =	
   0	
   ferromagnetic	
   quantum	
   Hall	   effect	
   in	
   an	   organic	
   Dirac	  system.	
   Uwatoko	
   successfully	
   upgraded	
   their	
   high-­‐pressure	
   facilities	
   and	   discovered	   new	  superconductors	
  and	
  quantum	  critical	
  points,	
  including	  superconductivity	
  in	
  CrAs	  and	
  MnP.	
  	  Recommendations	
  	
  
	
  	
  
• Continuation	
   of	   discovering	
   new	
   materials	
   and	   new	
   electronic	
   phases	
   is	
   critically	
  important	
   for	
   ISSP	
   as	   a	   world-­‐leading	
   institute	
   for	   condensed-­‐matter	
   science.	
   Four	  faculty	
   members	
   working	
   on	
   new	
   materials	
   have	
   left	
   ISSP	
   in	
   the	   last	   five	
   years:	
   Profs.	
  Yagi,	  Tajima,	
  Ohgushi	
  (project)	
  and	
  Ueda	  (MDCL).	
  In	
  addition,	
  Takigawa	
  and	
  Sakakibara	  are	
   scheduled	
   to	
   retire	
   in	
   five	
   years.	
   Their	
   departures	
   are	
   a	
   big	
   loss	
   but,	
   on	
   the	   other	  hand,	
  this	  is	  a	
  big	
  chance	
  to	
  further	
  enhance	
  new	
  materials	
  research	
  at	
  ISSP.	
  Filling	
  up	
  those	   positions	
   with	
   talented	
   faculty	
   members	
   working	
   on	
   new	
   materials	
   and	   new	
  electronic	
  phases	
  should	
  be	
  considered,	
  closely	
  linked	
  to	
  the	  new	
  Quantum	
  Materials	  or	
  Functional	
   Materials	
   groups.	
   The	   long-­‐term	
   strategy	   of	
   recruitment	
   should	
   be	   discussed	
  with	
   all	   the	   positions	
   on	
   the	   table,	
   in	
   the	   light	
   of	
   new	
   directions	
   of	
   condensed-­‐matter	
  science.	
   An	
   appropriate	
   degree	
   of	   diversity	
   in	
   the	   subjects	
   and	
   approaches	
   within	
   the	  new	
  faculties	
  should	
  be	
  carefully	
  considered.	
  • The	
  materials	
  group	
  in	
  the	  new	  Division	
  of	
  Condensed	
  Matter	  Science	
  is	
  encouraged	
  to	
  fully	
   utilize	
   the	   large-­‐scale	
   facilities.	
   As	
   their	
   closest	
   users,	
   these	   scientists	
   may	   give	
  particularly	
  valuable	
  suggestions	
  for	  the	
  future	
  development	
  of	
  the	
  facilities.	
  
	
  

29

Theory	
  and	  Computation	
  Theory	   and	   computation	
   appear	
   in	
   at	
   least	
   three	
   different	
   units	
   within	
   ISSP:	
   the	   Division	
   of	
  Condensed	
   Matter	
   Theory	
   (DCMT),	
   the	   Materials	
   Design	   Division	
   (MD-­‐D)	
   within	
   the	   MDCL,	
   and	  the	
   Center	
   for	   Computational	
   Material	
   Science	
   (CCMS).	
   While	
   some	
   of	
   the	   faculty	
   members	
  have	
  special	
  responsibilities	
  as	
  part	  of	  a	
  laboratory	
  or	
  center,	
  the	
  issues	
  are	
  similar	
  enough	  that	  it	
   makes	
   sense	
   for	   them	
   to	
   be	   discussed	
   together	
   here.	
   Specific	
   recommendations	
   are	  integrated	
  into	  the	
  corresponding	
  paragraphs,	
  and	
  general	
  recommendations	  are	  summarized	
  at	
  the	
  end	  of	
  this	  section.	
  Division	
  of	
  Condensed	
  Matter	
  Theory	
  (DCMT)	
  The	
  Division	
  of	
  Condensed	
  Matter	
  Theory	
  (DCMT)	
  is	
  a	
  core	  Division	  of	
  ISSP	
  and	
  has	  a	
  long	  and	  successful	   history	
   of	
   strong	
   contributions	
   to	
   condensed	
   matter	
   and	   materials	
   theory,	
   especially	
  in	
  fundamental	
  areas	  involving	  hard	  condensed	
  matter	  including	
  strongly	
  correlated	
  materials	
  and,	
  most	  recently,	
  topological	
  materials.	
  Researchers	
  in	
  this	  group,	
  together	
  with	  theorists	
  in	
  
MDCL	
   and	   CCMS,	
   have	
   been	
   very	
   successful	
   in	
   developing	
   new	
   theoretical	
   methodologies,	
  providing	
   insightful	
   analysis	
   of	
   novel	
   materials,	
   and	   developing	
   efficient	
   numerical	
   algorithms	
  coupled	  to	
  powerful	
  computational	
  hardware.	
  However,	
  the	
  DCMT	
  recently	
  saw	  the	
  retirement	
  of	
  two	  of	
  its	
  core	  members	
  (Prof.	
  Ueda	  and	
  Prof.	
  Kohmoto)	
  and	
  anticipates	
  the	
  immediate	
  retirement	
  of	
  a	
  third	
  (Prof.	
  Takada),	
  reducing	
  the	
  number	   of	
   faculty	
   from	
   seven	
   to	
   four.	
   The	   future	
   plan	
   for	
   DCMT	
   appropriately	
   calls	
   for	  attention	
   to	
   one	   or	
   more	
   future	
   hires	
   in	
   this	
   area.	
   We	
   strongly	
   endorse	
   the	   notion	
   that	   this	  group	   should	
   be	
   strengthened	
   by	
   such	   additional	
   hiring,	
   although	
   whether	
   the	   primary	  appointment	
   should	
   be	
   made	
   inside	
   DCMT	
   or	
   in	
   the	   newly	
   formed	
   Quantum	
   Materials	
   group	
   is	
  unclear.	
  Among	
   the	   continuing	
   faculty	
   in	
   DCMT,	
   Prof.	
   Sugino	
   is	
   making	
   outstanding	
   contributions	
   to	
   the	  first-­‐principles	
   understanding	
   of	
   electrode	
   dynamics	
   and	   electrocatalysis,	
   e.g.,	
   in	
   the	   context	
   of	  fuel	
   cell	
   reactions;	
   this	
   work	
   is	
   at	
   the	   forefront	
   of	
   research	
   worldwide.	
   His	   development	
   of	  advanced	
   computational	
   methods	
   for	
   GW	
   and	   Bethe-­‐Salpeter	   methods	
   is	   also	
   a	
   valuable	  contribution.	
  The	  contribution	
  of	
  Prof.	
  Oshikawa	
  to	
  the	
  development	
  of	
  the	
  field	
  of	
  symmetry-­‐
protected	
   topological	
   phases	
   is	   also	
   an	
   outstanding	
   achievement,	
   and	   both	   Prof.	
   Oshikawa	
   and	  Prof.	
  Tsunetsugu	
  have	  a	
  very	  strong	  record	
  of	
  contributions	
  to	
  the	  theory	
  of	
  strongly	
  correlated	
  materials,	
  with	  Prof.	
  Tsunetsugu’s	  contributions	
  to	
  the	  theory	
  of	
  the	
  metal-­‐insulator	
  transition	  being	
   particularly	
   notable.	
   The	   group	
   of	
   Prof.	
   Kato	
   does	
   highly	
   valuable	
   work	
   on	
   quantum	  dynamics	
  and	  transport	
  in	
  nanoscale	
  devices.	
  The	
   theory	   group	
   should	
   be	
   encouraged	
   to	
   develop	
   closer	
   collaborations	
   with	   experimental	
  groups	   within	
   ISSP.	
   It	
   is	
   to	
   be	
   hoped	   that	   the	   formation	
   of	
   the	   new	
   Quantum	
   Materials	
   and	  30

Functional	
  Materials	
  groups	
  will	  assist	
  with	  this	  process.	
  The	  successful	  collaboration	
  between	  Profs.	
   Sugino	
   and	
   Akiyama	
   is	
   an	
   illustrative	
   example	   of	
   how	
   hard-­‐matter	
   physics	
   and	   soft-­‐matter	  physics	
  can	  be	
  fruitfully	
  combined	
  in	
  order	
  to	
  make	  substantial	
  progress	
  at	
  the	
  interface	  between	
  quantum	
  and	
  functional	
  materials.	
  While	
   the	   expertise	
   of	
   the	   group	
   until	
   now	
   has	   focused	
   on	
   hard	
   condensed	
   matter,	
   the	  formation	
   of	
   the	   Functional	
   Materials	
   group	
   opens	
   a	
   unique	
   opportunity	
   to	
   provide	
   theoretical	
  and	
   computational	
   support	
   in	
   systems	
   where	
   large	
   length	
   and	  time	   scale	
   phenomena	
   will	
   have	  to	
   be	
   addressed.	
   The	   division	
   is	
   well	
   poised	
   to	
   contribute	
   towards	
   break-­‐through	   research	
   in	
  aqueous	
   interfaces	
   as	
   in	
   fuel	   cells,	
   chemical	
   reactions	
   in	
   biological	
   interfaces,	
   and	  electronic/ionic	
   conductivities	
   in	
   soft-­‐matter	
   systems.	
   Combining	
   the	   expertise	
   cultivated	
   in	  DCMT	
   at	
   the	   quantum	
   level	
   with	   statistical	
   mechanical	
   approaches	
   for	   soft-­‐matter	
   systems,	
  
such	
  as	
  polymers,	
  complex	
  fluids,	
  and	
  hierarchical	
  biological/synthetic	
  assemblies,	
  is	
  expected	
  to	
  place	  ISSP	  in	
  a	
  unique	
  position,	
  unparalleled	
  anywhere	
  else	  in	
  the	
  world.	
  Additionally,	
  such	  a	
  strategic	
   position	
   is	
   likely	
   to	
   significantly	
   enhance	
   the	   flow	
   of	
   external	
   research	
   support	
   into	
  ISSP.	  In	
   the	   area	   of	
   Quantum	
   Materials,	
   possible	
   areas	
   of	
   complementary	
   expertise	
   for	
   a	
   new	
   hire	  might	  include	
  first-­‐principles	
  based	
  dynamical	
  mean	
  field	
  theory	
  or	
  quantum	
  spin	  dynamics	
  and	  spin-­‐transport	
  phenomena.	
  In	
  the	  Functional	
  Materials	
  area,	
  bringing	
  in	
  some	  statistical	
  physics	  expertise	
  could	
  also	  be	
  useful.	
  Materials	
  Design	
  Division	
  in	
  the	  Materials	
  Design	
  and	
  Characterization	
  Laboratory	
  (MD-­‐D	
  in	
  MDCL)	  The	  Materials	
  Design	
  Division	
  (MD-­‐D)	
  within	
  the	
  MDCL	
  serves	
  as	
  the	
  administrative	
  center	
  for	  the	
   in-­‐house	
   supercomputer	
   facility	
   (SCC-­‐ISSP)	
   and	   its	
   joint-­‐use	
   program.	
   This	
   facility	
   is	   a	
  valuable	
   resource	
   and	   source	   of	
   strength	
   for	   the	   theoretical	
   activities	
   at	
   ISSP	
   as	
   well	
   as	
   for	  external	
  users.	
  The	
  MD-­‐D	
  also	  provides	
  the	
  primary	  home	  for	
  two	
  faculty	
  members.	
  The	
  work	  of	
  Prof.	
  Kawashima,	
  who	
  develops	
  and	
  applies	
  advanced	
  (e.g.,	
  quantum	
  Monte	  Carlo,	
  DMRG,	
  and	
  recently	
  tensor-­‐network)	
  methods	
  for	
  solving	
  strongly	
  correlated	
  lattice	
  models,	
  is	
  of	
  high	  quality	
   and	   overlaps	
   strongly	
   with	   other	
   theoretical	
   research	
   in	
   quantum	
   materials	
   (e.g.,	
   in	  DCMT).	
  The	  research	
  program	  of	
  Prof.	
  Noguchi	
  involves	
  modeling	
  dynamics	
  of	
  biomembranes	
  under	
   nonequilibrium	
   flow	
   conditions.	
   While	
   excellent	
   in	
   its	   own	   sphere,	
   his	
   collaboration	
  within	  ISSP	
  is	
  limited	
  to	
  the	
  mechanical	
  properties	
  of	
  polymer	
  gels	
  with	  the	
  Shibayama	
  group.	
  There	
   is	   a	   substantial	
   opportunity	
   for	   Noguchi	
   to	
   expand	
   his	   research	
   into	   more	
   soft-­‐matter	
  problems	
   involving	
   polymers,	
   complex	
   fluids,	
   and	   physical	
   biology	
   where	
   the	   experimental	
  techniques	
  of	
  synchrotron	
  radiation	
  studies	
  may	
  play	  an	
  important	  role.	
  
	
  

31

Center	  for	  Computational	
  Materials	
  Science	
  (CCMS)	
  The	
  Center	
  for	  Computational	
  Material	
  Science	
  (CCMS)	
  was	
  formed	
  in	
  2011	
  to	
  promote	
  the	
  use	  of	
  large-­‐scale	
  supercomputing	  facilities	
  for	
  materials	
  science	
  research.	
  It	
  operates	
  exclusively	
  on	
  contract	  research	
  funds,	
  which	  provide	
  significant	
  external	
  support	
  for	
  activities	
  connected	
  to	
  high-­‐performance	
   supercomputing.	
   	
   In	
   particular,	
   the	   CCMS	
   provides	
   support	
   to	
   the	  Supercomputer	
   Center	
   (which	
   is	
   operated	
   under	
   the	   MDCL)	
   in	
   the	   form	
   of	   algorithm	  development,	
   code	
   optimization,	
   and	   user	
   training	
   (e.g.,	
   hands-­‐on	
   training	
   workshops).	
  Examples	   include	
   the	   maintenance	
   and	   development	
   of	
   the	   OpenMX	
   DFT	
   package,	
   and	   in	
  particular,	
  advanced	
  linear-­‐scaling	
  implementations	
  for	
  large-­‐scale	
  DFT	
  simulations.	
  	
  The	  CCMS	  provides	  the	
  primary	  home	  for	
  two	
  Project	  Professors	
  who	  have	  special	
  responsibilities	
  in	
  the	
  above	
   respects	
   (including	
   supervising	
   the	   allocation	
   of	
   supercomputer	
   time	
   in	
   response	   to	
   user	  proposals)	
   in	
   addition	
   to	
   their	
   own	
   research.	
   Prof.	
   Ozaki	
   has	
   made	
   valuable	
   contributions	
   by	
  developing	
   the	   linear-­‐scaling	
   algorithms	
   mentioned	
   above,	
   with	   applications	
   to	
   nanoscience	
  and	
   energy	
   materials.	
   Prof	
   Akai’s	
   work	
   on	
   the	   computational	
   theory	   and	   algorithm	  development	
   for	   the	   study	
   of	
   permanent	
   magnets	
   is	   also	
   notable.	
   CCMS	   also	
   serves	
   as	   a	
  secondary	
  affiliation	
  for	  several	
  faculty	
  members	
  who	  have	  appointments	
  elsewhere,	
  including	  Prof.	
   Tsuneyuki	
   (computational	
   theory	
   of	
   thermal	
   conductivity)	
   and	   Prof.	
   Todo	
   (tensor	
  networks	
   and	   QMC	   for	   strongly	
   correlated	
   systems),	
   and	   as	   a	
   conduit	
   for	   wider	
   inter-­‐
institutional	
   collaboration	
   on	
   materials-­‐oriented	
   supercomputing,	
   as	
   via	   the	   Computational	
  Materials	
  Science	
  Initiative	
  (CMSI).	
  Because	
  the	  CCMS	  operates	
  on	
  external	
  project	
  funding,	
  its	
  long-­‐term	
  prospects	
  are	
  strongly	
  tied	  to	  those	
  projects.	
  In	
  particular,	
  the	  CCMS	
  is	
  expected	
  to	
  
play	
  a	
  major	
  role	  in	
  preparing	
  the	  Japanese	
  computational	
  materials	
  science	
  community	
  to	
  be	
  
able	
   to	
   take	
   advantage	
   of	
   the	   anticipated	
   upgrade	
   of	
   the	
   K	
   Computer	
   to	   a	   new-­‐generation	  exascale	
  facility	
  in	
  2020.	
  It	
  therefore	
  does	  not	
  seem	  useful	
  for	
  this	  Committee	
  to	
  make	  explicit	
  recommendations	  in	
  regards	
  to	
  those	  future	
  developments.	
  General	  recommendations	  ••Collaboration	
   between	
   theory	   and	   experiment	
   within	
   ISSP.	
   We	
   strongly	
   encourage	
  members	
   of	
   DCMT,	
   MD-­‐D	
   and	   CCMS	
   to	   seek	   opportunities	
   for	   expanded	
   theory-­‐
experiment	
  collaborations	
  within	
  ISSP.	
  The	
  administration	
  of	  ISSP	
  should	
  also	  consider	
  whether	   there	
   are	   incentives	
   that	
   could	
   be	
   put	   into	   place	   that	
   could	
   help	
   foster	
   such	  collaborations.	
   For	   example,	
   perhaps	
   there	
   could	
   be	   a	   few	
   “Director’s	
   Postdoc”	
  positions	
   allocated	
   explicitly	
   for	   joint	
   theory-­‐experimental	
   collaborations.	
   	
   Whether	
   or	  not	
   this	
   particular	
   suggestion	
   is	
   practical,	
   ISSP	
   should	
   consider	
   whether	
   this	   or	
   other	
  similar	
  incentives	
  might	
  help	  encourage	
  such	  collaborations.	
  Materials	
  informatics.	
  A	
  growing	
  trend	  in	
  computational	
  materials	
  theory	
  in	
  the	  US	  and	
  Europe	   can	   be	
   summarized	
   by	
   the	   phrase	
   “materials	
   informatics,”	
   which	
   may	   include:	  32

materials	
   design;	
   inverse	
   methods;	
   high-­‐throughput	
   computational	
   screening;	
  integration	
  of	
  materials	
  computation	
  with	  database	
  searches;	
  storage	
  of	
  computational	  results	
   in	   searchable	
   archives;	
   machine	
   learning	
   and	   pattern	
   recognition;	
   and	   the	  development	
   of	
   work-­‐flow	   tools.	
   The	   Committee	
   neither	
   endorses	
   nor	   rejects	
   these	  developments,	
   but	   we	
   do	
   recommend	
   that	   the	   computational	
   materials	
   theory	   group	
  should	   familiarize	
   itself	
   with	
   these	   approaches	
   and	   systematically	
   decide	
   whether	
   to	
  include	
  aspects	
  of	
  materials	
  informatics	
  in	
  their	
  research	
  program.	
  If	
  so,	  they	  should	
  also	  consider	
  whether	
  to	
  coordinate	
  their	
  efforts	
  nationally	  or	
  internationally,	
  as	
  for	
  example	
  by	
  the	
  development	
  of	
  shared	
  tools	
  and	
  databases.	
  
	
  
	
  
Division	
  of	
  Nanoscale	
  Science	
  (DNS)	
  The	
   Division	
   of	
   Nanoscale	
   Science	   (DNS)	
   consists	
   presently	
   of	
   six	
   groups	
   that	   investigate	
   a	
  variety	  of	
  materials	
  systems	
  at	
  the	
  nanoscale.	
  Two	
  groups	
  carry	
  on	
  studies	
  of	
  spin	  transport	
  in	
  typically	
   complex	
   nanostructures	
   patterned	
   by	
   electron	
   beam	   lithography	
   or	
   in	   semiconductor,	  metal	   or	
   hybrid	
   multilayer	
   structures	
   obtained	
   by	
   epitaxial	
   methods.	
   	
   Three	
   other	
   groups	
  exploit	
   low-­‐temperature	
   scanning	
   tunneling	
   microscopy	
   and	   complementary	
   techniques	
   to	  examine	
   electronic,	
   superconducting,	
   and	   magnetic	
   properties	
   of	
   surfaces	
   or	
   various	
  nanoclusters	
  deposited	
  onto	  surfaces.	
  The	
  sixth	  group	
  is	
  focused	
  on	
  thin-­‐film	
  growth	
  by	
  pulsed-­‐laser	
  deposition,	
  and	  on	
  studies	
  of	
  various	
  oxides	  and	
  hybrid	
  metal/oxide	
  structures.	
  	
  
The	
   group	
   headed	
   by	
   Prof.	
   Katsumoto	
   is	
   presently	
   interested	
   in	
   quantum	
   spintronics	
   and	  Andreev	
   state	
   spectroscopy	
   in	
   nanostructures	
   patterned	
   from	
   modulation-­‐doped	   quantum	
  wells	
   of	
   III-­‐V	
   semiconductors.	
   Point	
   contacts	
   serve	
   for	   generation	
   of	
   spin	
   currents	
   (by	   spin	
  filtering	
  and	
  spin	  polarization)	
  whereas	
  the	
  Pauli	  blockade	
  in	
  the	
  charging	
  regime	
  of	
  quantum	
  
dots	
  or	
  Aharonov-­‐Bohm	
  oscillations	  are	
  employed	
  to	
  quantify	
  the	
  degree	  of	
  spin	  polarization.	
  The	
  extension	
  of	
  this	  methodology	
  to	
  other	  materials	
  grown	
  at	
  the	  ISSP	
  is	
  planned	
  as	
  a	
  future	
  activity.	
  Furthermore,	
  superconductor/semiconductor	
  epitaxial	
  contacts	
  will	  be	
  developed	
  as	
  a	
  
high-­‐quality	
  platform	
  for	
  investigations	
  of	
  proximity	
  effects,	
  a	
  necessary	  step	
  to	
  study	  Majorana	
  fermions	
  in	
  semiconductor	
  nanostructures.	
  Over	
   last	
   ten	  years	
  Prof.	
   Otani,	
  a	
  group	
  leader	  at	
   ISSP	
  and	  at	  RIKEN,	
   has	  been	
  carrying	
  on	
   an	
  outstanding	
   program	
  on	
   metal	
   nanospintronics,	
   more	
   particularly	
   on	
   generating,	
   manipulating,	
  and	
  detecting	
  pure	  spin	
  currents	
  in	
  a	
  variety	
  of	
  ferromagnetic/non-­‐ferromagnetic	
  hybrid	
  nano-­‐	  and	
   microstructures.	
   	
   The	   studies	
   involve	
   phenomena	
   of	
   spin	
   injection,	
   spin	
   and	   spin-­‐orbit	
  torque,	   spin	
   pumping,	
   and	   spin-­‐Hall	
   effects.	
   One	   of	
   the	   highlights	
   was	   the	   demonstration	
   of	  spin-­‐charge	
  conversion	
  at	
  room	  temperature.	
  	
  Furthermore,	
  the	
  group	
  was	  the	
  first	  to	
  extend	  the	
   spin-­‐current	
   studies	
   to	
   superconductors,	
   showing	
   experimentally	
   a	
   giant	
   enhancement	
   of	
  

33

the	
  magnitude	
  of	
  the	
  inverse	
  spin	
  Hall	  effect	  below	  the	
  superconducting	
  Tc	
  at	
  low	
  currents.	
  	
  The	
  future	  plans	  of	
  Prof.	
  Otani	  include	
  the	
  extension	
  of	
  research	
  in	
  two	
  directions:	
  (i)	
  studies	
  of	
  spin	  currents	
   in	
   novel	
   materials	
   developed	
   recently	
   in-­‐house	
   (e.g.,	
   Bi2O3/Cu),	
   	
   at	
   RIKEN	
   (e.g.,	
  topological	
   insulators),	
   and	   elsewhere	
   (transition	
   metal	
   dichalcogenides);	
   (ii)	
   generation	
   of	
   spin	
  currents	
  by	
  the	
  use	  of	
  other	  means	
  than	
  charge-­‐spin	
  conversion,	
  e.g.,	
  by	
  converting	
  heat	   fluxes	  or	
  acoustic	
  waves	
  into	  spin	
  currents	
  (generated	
  by,	
  e.g.,	  piezoelectric	
  ZnO	
  grown	
  in	
  the	
  Lippmaa	  group).	
  Electronic	
  and	
  magnetic	
  properties	
  of	
  solid	
  surfaces	
  are	
  one	  of	
  the	
  foci	
  of	
  Prof.	
  Komori.	
  These	  include	
  surface	
  states	
  of	
  three-­‐dimensional	
  topological	
  insulators,	
  which	  are	
  investigated	
  using	
  state-­‐of-­‐the-­‐art	
  techniques	
  utilizing	  LASOR	  and	
  STM/STS.	
  	
  	
  
Prof.	
   Yoshinobu	
   focuses	
   on	
   surface	   chemistry,	
   modeling	
   surface	   catalysis	
   as	
   well	
   as	
   the	  importance	
   of	
   quantum	
   effects	
   in	
   the	   activation	
   of	
   C-­‐H	
   bonds.	
   Komori	   and	   Yoshinobu	  contribute	
  to	
  the	
  technical	
  development	
  of	
  the	
  SOR	
  facility	
  in	
  KEK	
  and	
  also	  to	
  the	  LASOR	
  user	  facilities.	
  	
  	
  
Prof.	
   Hasegawa	
   is	
   one	   of	
   the	   leading	
   scientists	
   in	
   low-­‐dimensional	
   physics	
   research	
   using	
  STM/STS.	
  He	
  originally	
  contributed	
  to	
  the	
  development	
  of	
  this	  technique	
  and	
  optimized	
  it	
  for	  his	
  recent	
  outstanding	  research	
  on	
  “reflection-­‐less	
  tunneling”	
  in	
  the	
  proximity	
  effect	  in	
  surface	
  superconductors,	
  and	
  imaging	
  of	
  Josephson	
  vortices	
  in	
  real	  space.	
  	
  
The	
   appointment	
   of	
   Prof.	
   Lippmaa	
   to	
   the	   ISSP	
   in	
   2001	
   has	   strengthened	
   the	   potential	
   of	
  fabricating	
   thin-­‐film	
   oxides.	
   	
   He	
   collaborates	
   with	   scientists	
   within	
   Japan	
   and	   outside,	
   by	
  providing	
   nano-­‐systems	
   mostly	
   synthesized	
   using	
   the	   technique	
   of	
   pulsed-­‐laser	
   deposition	  (PLD).	
  Prof.	
   Iye	   had	   conducted	
   research	
   on	
   transport	
   in	
   two	
   dimensional	
   electron	
   systems	
   with,	
   in	  some	
  cases,	
  nanoscale	
  surface	
  decorations	
  until	  he	
  took	  early	
  retirement	  to	
  become	
  Executive	  Director	   of	
   the	   Japan	
   Society	
   for	   Promotion	
   of	
   Science	
   (JSPS)	
   in	
   Oct.	
   2015.	
   How	
   to	
   refill	
   this	  position	
  should	
  be	
  carefully	
  considered.	
  	
  Recommendations	
  
•

To	
   continue	
   a	
   competitive	   nanospintronics	
   program,	
   particularly	
   involving	
   novel	
  material	
   systems	
   (often	
   in	
   forms	
   of	
   bulk	
   crystals	
   or	
   exfoliated	
   monolayers),	
   new	
  processing	
  approaches	
  have	  to	
  be	
  developed.	
  This	  may	
  require	
  an	
  upgrade	
  of	
  the	  ISSP	
  nanofabrication	
  facilities,	
  or	
  usage	
  of	
  such	  facilities	
  at	
  RIKEN.	
  

34

•

•

•

•

The	
  DNS	
  has	  contributed	
  heavily	
  to	
  the	  recent	
  investigations	
  using	
  local-­‐probe	
  methods,	
  including	
   STM/STS	
   as	
   well	
   as	
   laser	
   photoemission	
   spectroscopy	
   at	
   ISSP.	
   	
   These	  developments	
   have	
   led	   to	
   the	   recent	
   investigation	
   of	
   unique	
   low-­‐dimensional	
  phenomena	
  at	
  surfaces	
  and	  their	
  edges,	
  such	  as	
  surface	
  superconductivity	
  and	
  surface	  magnetism.	
   	
   The	   Committee	
   recommends	
   further	
   extension	
   of	
   research	
   on	
  superconducting	
   proximity	
   effects	
   and	   point-­‐contact	
   junctions	
   to	
   study	
   Josephson	
  coupling	
  and	  Andreev	
  reflections,	
  which	  has	  recently	
  been	  very	  successful.	
  The	
  Committee	
  recommends	
  that	  DNS	
  scientists	
  apply	
  their	
  highly	
  elaborate	
  local-­‐probe	
  techniques	
   to	
   the	   investigation	
   of	
   the	   nano-­‐scale	
   properties	
   of	
   novel	
   materials	  developed	
  at	
  ISSP.	
  	  	
  Novel	
  chemical	
  functions	
  such	  as	
  activation	
  of	
  inert	  chemicals	
  including	  CO2,	
  N2	
  and	
  CH4	  are	
   another	
   interesting	
   target	
   of	
   investigation	
   at	
   the	   nano-­‐scale,	
   and	   it	
   will	
   be	  interesting	
   to	
   explore	
   the	   new	
   concepts	
   of	
   kink-­‐edge	   or	
   step-­‐edge	
   functionality	
   in	  metals.	
  	
  
The	
   physical	
  and	
  chemical	
  functions	
   of	
   oxide	
  substrates	
  prepared	
  by	
   PLD	   in	
  Lippmaa’s	
  group	
  should	
  also	  be	
  more	  widely	
  explored.	
  	
  Materials	
  Design	
  and	
  Characterization	
  Laboratory	
  (MDCL)	
  Following	
  the	
  watchwords	
  “Design-­‐Synthesis-­‐Characterization”	
  introduced	
  by	
  its	
  founder	
  Prof.	
  Yutaka	   Ueda,	
   the	   Materials	
   Design	
   and	   Characterization	
   Laboratory	
   (MDCL)	
   consists	
   of	
   the	  Materials	
  Design	
  Division	
  led	  by	
  Prof.	
  Noguchi	  and	
  Prof.	
  Kawashima	
  and	  the	  Materials	
  Synthesis	  and	
  Characterization	
  Division	
  led	  by	
  Prof.	
  Hiroi.	
  The	
  Kawashima	
  group	
  is	
  also	  responsible	
  for	  the	
  Center	   of	
   Computational	
   Materials	
   Science	
   (CCMS)	
   whose	
   activities	
   are	   described	
   in	
   the	  “Theory	
  and	  Computation”	
  section	
  above.	
  Following	
  the	
  retirement	
  of	
  Ueda,	
  Hiroi	
  is	
  the	
  only	  faculty	
  in	
  the	
  materials	
  characterization	
  part	  of	
   the	   MDCL.	
   This	   Laboratory	
   has	   its	   own	
   strong	
   research	
   program,	
   and	   it	   serves	
   other	  materials	
   development	
   groups	
   at	
   ISSP	
   with	   its	   equipment	
   (including	   x-­‐ray	
   diffraction	
   and	  electron	
   microscopy).	
   Prof.	
   Uwatoko,	
   working	
   on	
   high-­‐pressure	
   experiments,	
   is	
   scheduled	
   to	
  
move	
  to	
  the	  Materials	
  Design	
  and	
  Characterization	
  Laboratory.	
  	
  Prof.	
   Hiroi	
   delivered	   a	
   number	
   of	
   new	
   compounds	
   with	   big	
   impact	
   on	
   the	   community	
   of	  quantum	
   magnetism	   and	   superconductivity.	
   His	   outstanding	
   contributions	
   include	
   the	  discovery	
   of	
   exotic	
   magnetic	   order	
   in	   a	   Kagome-­‐based	
   antiferromagnet,	
   superconductivity	
  induced	  by	
  rattling	
  vibrations,	
  and	  a	
  Lifshitz	
  transition	
  in	
  5d	
  pyrochlore	
  osmates.	
  
	
  

35

Recommendations	
  
•

•

•

The	
   quality	
   of	
   joint	
   facilities	
   is	
   critically	
   important	
   for	   new	
   materials	
   research.	
   Most	  facilities	
   at	
   MDCL	   have	
   not	   been	
   renewed	
   for	   almost	   15	
   years,	
   and	   some	
   of	
   them	
   are	  out	
   of	
   date.	
   To	
   support	
   the	   excellent	
   activity	
   on	
   new	
   materials	
   at	
   ISSP	
   and	   also	
   the	   new	
  Quantum	
   Materials	
   and	   Functional	
   Materials	
   groups,	
   urgent	
   renovation	
   and	   upgrade	  are	
  strongly	
  advised.	
  	
  	
  	
  
Ueda	
  represented	
  the	
  excellence	
  in	
  new	
  materials	
  at	
  ISSP.	
  His	  position	
  should	
  be	
  refilled	
  
with	
   a	
   talented	
   new	
   materials	
   scientist.	
   This	
   should	
   be	
   done	   in	
   concert	
   with	
   the	   new	
  Condensed	
   Matter	
   Science	
   division,	
   and	   with	
   the	   Quantum	
   Materials	
   and	   Functional	
  Materials	
  groups	
  (see	  recommendations	
  for	
  DNMS	  and	
  DPEC).	
  The	
   feedback	
   between	
   the	   Materials	
   Design	   Division	
   and	   the	   Materials	
   and	   Synthesis	
  Division	
   is	
   currently	
   not	   substantial,	
   but	   might	
   increase	
   with	   steady	
   progress	
   in	
   ab	
   initio	
  predictions	
  of	
  materials	
  systems	
  with	  novel/improved	
  functionalities.	
  	
  

	
  
Neutron	  Science	  Laboratory	
  (NSL)	
  The	
  NSL	  was	
  founded	
  in	
  1961	
  and	
  can	
  look	  back	  on	
  a	
  long	  and	  distinguished	
  record	
  of	
  scientific	
  research	
  and	  service	
  for	  the	  Japanese	
  user	  community.	
  It	
  operates	
  9	
  instruments	
  at	
  the	  JRR-­‐3	
  research	
  reactor,	
  which	  has	  been	
  shut	  down	
  since	
  a	
  massive	  earthquake	
  hit	  Japan	
  in	
  2011.	
  To	
  
keep	
   the	   in-­‐house	
   research	
   and	   the	   external	
   user	   program	   in	
   operation,	
   the	   NSL	
   has	   assisted	
  users	
   in	
   obtaining	
   neutron	
   beamtime	   at	
   international	
   neutron	
   facilities	
   and	   in	
   covering	
   the	  additional	
   expenses	
   for	   overseas	
   travel.	
   The	   shutdown	
   has	   also	
   been	
   used	   to	
   refurbish	
   and	  upgrade	  the	
  instrumentation	
  at	
  JRR-­‐3.	
  However,	
  due	  to	
  the	
  prolonged	
  shutdown	
  of	
  JRR-­‐3,	
  it	
  is	
  
becoming	
   increasingly	
   difficult	
   to	
   maintain	
   the	   neutron-­‐scattering	
   expertise	
   in	
   Japan	
   and	   to	
  foster	  young	
  talent	
  in	
  this	  area.	
  In	
   collaboration	
   with	   KEK,	
   the	   NSL	
   designed	
   and	   built	
   the	   chopper	
   spectrometer	
   HRC	   at	
   the	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
J-­‐PARC	
  spallation	
  source,	
  which	  began	
  operation	
  in	
  2010	
  and	  is	
  now	
  competitive	
  with	  the	  best	  instruments	
  worldwide.	
  A	
  recently	
  commissioned	
  14T	
  cryomagnet	
  will	  be	
  a	
  powerful	
  additional	
  tool	
  for	
  experiments	
  on	
  magnetism.	
  The	
  NSL	
  operates	
  the	
  US-­‐Japan	
  cooperative	
  neutron	  scattering	
  program	  together	
  with	  the	  Oak	
  Ridge	  National	
  Laboratory	
  (ORNL).	
  Following	
  the	
  shutdown	
  of	
  the	
  HFBR	
  reactor	
  in	
  Brookhaven	
  National	
  Laboratory,	
  the	  cold-­‐neutron	
  spectrometer	
  CTAX	  was	  moved	
  from	  BNL	  to	
  the	
  HFIR	  at	
  ORNL.	
   Investment	
   in	
   HFIR	
   instrumentation	
   enables	
   research	
   collaborations	   that	
   require	
   long-­‐term	
  access	
  to	
  high-­‐flux	
  neutron	
  beams,	
  such	  as	
  neutron	
  diffraction	
  at	
  low	
  temperatures	
  and	  high	
   pressures.	
   For	   instance,	
   based	
   on	
   HFIR	   experiments	
   a	
   collaboration	
   headed	
   by	
   the	  36

Uwatoko	
   group	
   (ISSP	
   Division	
   of	
   Physics	
   in	
   Extreme	
   Conditions)	
   was	   able	   to	
   map	
   out	   the	  magnetic	
  phase	
  diagram	
  of	
  MnP	
  over	  a	
  wide	  range	
  of	
  temperatures	
  and	  pressures.	
  The	
  NSL	
  comprises	
  four	  independent	
  research	
  groups	
  who	  are	
  well	  regarded	
  in	
  their	
  fields	
  of	
  research.	
  Two	
   of	
   these	   groups	
   focus	
   on	
   electronic	   materials,	
   with	   emphasis	
   on	
   transition-­‐metal	
  oxides	   and	   heavy-­‐fermion	
   metals	
   (Prof.	
   Yoshizawa),	
   and	   quantum	
   magnets	
   (	   Prof.	
   Masuda).	
  Recent	  highlights	
  include	
  comprehensive	  inelastic	
  neutron	  scattering	
  maps	  of	
  spin	  excitations	
  in	
  charge-­‐ordered	
   nickel	
   oxides	
   (Yoshizawa)	
   and	   multiferroics	
   (Masuda),	
   which	
   were	
   obtained	
  with	
  the	  new	
  HRC	
  instruments	
  at	
  J-­‐PARC.	
  The	
  group	
  of	
  Prof.	
  Yamamuro	
  uses	  neutron	  scattering	  and	
   complementary	   probes	
   to	
   study	
   diverse	
   functional	
   materials.	
   The	   detailed	
   description	
   of	  the	
  structure	
  and	  dynamics	
  of	
  hydrogen	
  in	
  metals	
  is	
  particularly	
  impressive.	
  The	
  group	
  of	
  Prof.	
  Shibayama	
   is	
   doing	
   world-­‐leading	
   research	
   in	
   the	   physics	
   of	   polymer	
   gels.	
   Shibayama’s	
  discoveries	
  of	
  several	
  new	
  phenomena	
  in	
  well-­‐designed	
  polymer	
  networks	
  and	
  nanoemulsions	  have	
  underscored	
  his	
  reputation	
  as	
  a	
  trailblazer	
  in	
  new	
  directions,	
  with	  a	
  large	
  impact	
  on	
  both	  the	
  scientific	
  community	
  and	  the	
  health	
  care	  industry.	
  It	
  is	
  necessary	
  to	
  sustain	  this	
  expertise	  and	
   continuation	
   of	
   accomplishments	
   with	   new	
   appointments,	
   given	
   the	   fact	
   that	
   Shibayama	
  
will	
  be	
  retiring	
  in	
  2019.	
  Recommendations	
  	
  
•

•

•

•

The	
   Committee	
   commends	
   the	   NSL	
   leadership	   and	   staff	
   for	   the	   successful	   effort	
   to	
  organize	
   overseas	
   experiments	
   under	
   very	
   difficult	
   circumstances,	
   and	   strongly	
  endorses	
  its	
  appeal	
  to	
  resume	
  operation	
  of	
  JRR-­‐3	
  as	
  soon	
  as	
  possible.	
  Until	
   JRR-­‐3	
   resumes	
   operation,	
   there	
   will	
   be	
   much	   political	
   uncertainty	
   about	   the	  general	
   strategy	   of	
   NSL.	
   The	   replacement	
   of	
   Prof.	
   Yoshizawa	
   (who	
   will	
   retire	
   in	
   2017)	
  will	
  have	  to	  be	
  discussed	
  in	
  the	
  light	
  of	
  the	  political	
  developments	
  in	
  the	
  near	  future.	
  If	
  JRR-­‐3	
   is	
   restarted	
   with	
   a	
   long-­‐term	
   perspective,	
   a	
   new	
   NSL	
   faculty	
   member	
   with	
   the	  appropriate	
  scientific	
  expertise	
  could	
  complement	
  the	
  cross-­‐divisional	
  focus	
  groups	
  very	  effectively.	
  When	
  the	
  reactor	
  resumes	
  operation,	
  the	
  NSL	
  will	  have	  to	
  focus	
  its	
  energy	
  on	
  restarting	  the	
  JRR-­‐3	
  instruments.	
  Once	  this	  has	  been	  accomplished,	
  they	  will	  be	
  able	  to	
  tackle	
  the	
  proposed	
  upgrade	
  of	
  HRC	  by	
  a	
  high-­‐angle	
  detector	
  bank,	  which	
  will	  enable	
  interesting	
  new	
  experiments	
  on	
  hydrogen	
  dynamics	
  and	
  thus	
  fully	  realize	
  the	
  science	
  potential	
  of	
  
this	
  instrument.	
  	
  
The	
   US-­‐Japan	
   program	   has	   already	
   been	
   reviewed	
   by	
   an	
   external	
   committee	
   in	
   2014.	
  Once	
   the	   future	
   of	
   the	   JRR-­‐3	
   reactor	
   has	   been	
   determined,	
   this	   program	
   should	
   be	  shaped	  in	
  such	  a	
  way	
  that	  it	
  complements	
  the	
  instrument	
  suite	
  at	
  JRR-­‐3	
  and	
  J-­‐PARC.	
  

	
  
	
  

37

International	
  Mega-­‐Gauss	
  Science	  Laboratory	
  (IMGSL)	
  
	
  
The	
   IMGSL	
   was	   founded	
   as	   a	   facility	
   in	
   2006.	
   It	
   currently	
   comprises	
   four	
   research	
   groups	
  headed	  by	
  Professors	
  S.	
  Takeyama,	
  K.	
  Kindo,	
  M.	
  Tokunaga,	
  and	  Y.	
  Matsuda.	
  
	
  
Due	
  to	
  the	
  excellent	
  work	  of	
  Profs.	
  Takeyama	
  and	  Matsuda,	
  the	  IMGSL	
  is	
  now	
  able	  to	
  deliver	
  the	
  world’s	
  highest	
  magnetic	
  fields	
  available	
  for	
  scientific	
  use,	
  up	
  to	
  about	
  730	  T.	
  This	  capability	  is	
   indeed	
   unique.	
   There	
   is	
   no	
   other	
   laboratory	
   worldwide	
   that	
   masters	
   this	   kind	
   of	
   fully	
  destructive	
   flux-­‐compression	
   technique.	
   The	   same	
   groups	
   also	
   realized	
   challenging	
  experimental	
  techniques	
  in	
  semi-­‐destructive	  settings	
  in	
  the	
  field	
  range	
  above	
  100	  T.	
  There	  are	  equally	
   impressive	   technological	
   and	   scientific	
   developments	
   in	
   the	   field	
   of	
   non-­‐destructive	  pulsed	  magnets	
  by	
  Kindo	
  and	  Tokunaga,	
  having	
  reached	
  up	
  to	
  85.8	  T	
  in	
  monolithic	
  coils.	
  Now,	
  75	
  T	
  are	
  routinely	
  available	
  for	
  user	  experiments.	
  
	
  
The	
   research	
   themes	
   pursued	
   by	
   these	   groups	
   are	   similar	
   to	
   those	
   in	
   the	   DNMS,	
   namely	
  quantum	  condensed	
  matter.	
  For	
  that,	  the	
  highest	
  possible	
  pulsed	
  fields	
  are	
  made	  available	
  for	  in-­‐house	
  and	
  external	
  use.	
  All	
  groups	
  are	  not	
  only	  active	
  in	
  coil	  production	  and	
  user	  support,	
  but	
   they	   are	   also	
   engaged	
   in	
   top-­‐notch	
   research.	
   Recent	
   highlights	
   include	
   experiments	
   to	
  unravel	   the	   magnetic	
   phases	
   in	
   frustrated	
   magnetic	
   materials	
   (e.g.	
   spinel	
   compounds	
   such	   as	
  ZnCr2O4),	
  to	
  determine	
  the	
  magnetization	
  plateaus	
  in	
  SrCu2(BO3)2	
  above	
  80	
  T,	
  and	  to	
  investigate	
  field-­‐induced	
   phase	
   transitions	
   in	
   the	   spin-­‐ladder	
   system	
   BiCu2PO6.	
   IMGSL	
   researchers	
   also	
  discovered	  a	
  new	
  phase	  in	
  solid	
  oxygen	  at	
  very	  high	  magnetic	
  fields,	
  a	
  field-­‐induced	
  non-­‐volatile	  memory	   effect	
   in	   a	   multiferroic	
   (BiFeO3),	
   and	   electronic	
   phase	
   transitions	
   in	
   graphite	
   at	
   the	  quantum	
   limit.	
   Together	
   with	   external	
   cooperation	
   partners,	
   they	   also	
   identified	
   and	  characterized	
  a	
  new	
  triangular-­‐lattice	
  spin-­‐1/2	
  Heisenberg	
  antiferromagnet.	
  	
  
	
  
In	
   summary,	
   the	   IMGSL	
   offers	
   an	
   excellent,	
   partially	
   unique	
   pulsed-­‐field	
   infrastructure	
   and	  remarkably	
   versatile,	
   sophisticated	
   measurement	
   techniques.	
   The	   scientific	
   and	   technological	  output	  of	
  the	  IMGSL	
  is	
  impressive,	
  despite	
  the	
  small	
  number	
  of	
  staff	
  scientists.	
  	
  
	
  
Recommendations	
  
	
  
• To	
   ensure	
   a	
   smooth	
   transition	
   without	
   adverse	
   effects	
   for	   the	   research	
   program,	
   it	
   is	
  important	  to	
  begin	
  searching	
  for	  a	
  successor	
  for	
  Prof.	
  Takeyama	
  (who	  is	
  scheduled	
  for	
  retirement	
  in	
  2018)	
  in	
  a	
  timely	
  fashion.	
  • The	
   goal	
   to	
   reach	
   1000	
   T	
   in	
   house	
   is	
   formidable.	
   The	   same	
   is	
   true	
   for	   the	   non-­‐destructive	   100	
   T	
   project.	
   However,	
   the	   Committee	
   regards	
   the	   development	
   of	
   new	
  experimental	
  techniques	
  and	
  unique	
  scientific	
  research	
  as	
  even	  more	  important.	
  	
  

38

•
•
•

The	
   combination	
   of	
   pulsed-­‐field	
   magnets	
   with	   other	
   facilities	
   (synchrotrons,	
   high-­‐power	
  lasers,	
  etc.)	
  will	  open	
  up	
  new	  research	
  horizons	
  and	
  should	
  be	
  vigorously	
  pursued.	
  	
  Cooperation	
  with	  other	  high-­‐field	
  facilities,	
  both	  in	
  Japan	
  (Osaka)	
  and	  beyond,	
  should	
  be	
  continued	
  and	
  strengthened.	
  	
  
It	
   would	
   be	
   highly	
   useful	   to	
   appoint	
   more	
   technical	
   support	
   staff	
   for	   running	
   the	   user	  program.	
  	
  Getting	
  external	
  funds	
  may	
  help	  ensure	
  the	  resources	
  for	
  it.	
  

	
  
	
  
Laser	
  and	
  Synchrotron	  Research	
  Center	
  (LASOR)	
  Overview	
  The	
   LASOR	
   center	
   was	   established	
   in	
   2012	
   by	
   combining	
   6	
   groups	
   from	
   the	   Division	
   of	
  Advanced	
  Spectroscopy	
  and	  3	  groups	
  from	  the	
  Synchrotron	  Radiation	
  Laboratory,	
  after	  the	
  SOR	
  project	
   in	
   Kashiwa	
   was	   discontinued.	
   	
   This	   reorganization	
   of	
   the	   research	
   groups	
   and	   the	  creation	
  of	
  the	  LASOR	
  center	
  have	  been	  very	  successful.	
  Only	  3	
  years	
  after	  the	
  creation	
  of	
  the	
  center,	
   the	   new	
  direction	
  to	
  utilize	
  lasers	
  as	
   photon	
  sources	
  for	
  photoemission	
  or	
   techniques	
  for	
   materials	
   characterization	
   has	   been	
   fully	
   established.	
   	
   The	   photon	
   energy	
   has	   already	
  reached	  the	
  region	
  of	
  300	  eV	  (including	
  the	
  C1s	
  edge)	
  and	
  working	
  towards	
  1	
  keV.	
  Although	  this	  target	  is	
  not	
  easy	  to	
  reach,	
  it	
  is	
  very	  attractive	  since	
  this	
  is	
  the	
  energy	
  range	
  of	
  interest	
  for	
  most	  soft	
   materials	
   and	   many	
   transition	
   metal	
   compounds.	
   	
   The	   outstanding	
   performance	
   of	
   the	  center	   is	   already	
   well	
   known	
   worldwide,	
   and	   the	   center	
   at	
   ISSP	
   is	
   recognized	
   as	
   the	   leading	  group	
  practicing	
  these	  advanced	
  techniques	
  in	
  the	
  study	  of	
  solid-­‐state	
  physics.	
  	
  Time-­‐resolved	
  measurements	
  and	
  other	
  activities	
  pursued	
  at	
  LASOR	  are	
  also	  very	  interesting	
  and	
  will	  with	  no	
  doubt	  become	
  more	  and	  more	  prominent	
  tools	
  for	
  solid-­‐state	
  physics.	
  At	
  LASOR,	
  the	
  following	
  four	  research	
  fields	
  are	
  pursued	
  by	
  10	
  research	
  groups	
  located	
  at	
  the	  Kashiwa	
  campus	
  and	  at	  the	
  SPring-­‐8	
  synchrotron:	
  
(1)	
  
Extreme	  Laser	  Science:	
  2	
  research	
  groups,	
  Kashiwa	
  
(2)	
  
Soft-­‐X-­‐Ray	
  and	  Materials	
  Science:	
  3	
  research	
  groups,	
  Kashiwa	
  
(3)	
  
Coherent	  Photonics	
  Science:	
  2	
  research	
  groups,	
  Kashiwa	
  
(4)	
  
Synchrotron	  Radiation	
  Laboratory	
  (SRL):	
  3	
  research	
  groups,	
  SPring-­‐8	
  
	
  
The	
  research	
  groups	
  at	
  the	  Kashiwa	
  campus	
  are	
  focusing	
  on	
  ultrafast	
  spectroscopy,	
  ultra-­‐high	  resolution	
   spectroscopy	
   and	   in-­‐operando	
   spectroscopy.	
   The	   SPring-­‐8	
   research	
   groups	
   are	  continuing	
   to	
   develop	
   the	   world’s	
   cutting-­‐edge	   x-­‐ray	   spectroscopy,	
   based	
   on	
   more	   than	
   20	
  years	  of	
  achievement	
  in	
  the	
  development	
  and	
  improvement	
  of	
  synchrotron	
  techniques.	
  LASOR	  is	
  now	  a	
  unique	
  research	
  center	
  for	
  pursing	  basic	
  and	
  applied	
  science	
  in	
  a	
  wide	  spectral	
  range	  from	
  THz	  to	
  soft	  x-­‐rays.	
  	
  

39

Ground-­‐breaking	
   advances	
   in	
   ultrahigh-­‐resolution	
   laser-­‐photoemission	
   spectroscopy	
   were	  made	
   by	
   S.	
   Shin	
   at	
   ISSP	
   through	   close	
   collaboration	
   between	
   synchrotron	
   radiation	
   research	  and	
   advanced	
   laser	
   spectroscopy.	
   By	
   extending	   this	   spirit,	
   LASOR	
   is	
   taking	
   the	   lead	   in	
  developing	  new	
  directions	  in	
  material	
  and	
  optical	
  science.	
  
Due	
  to	
  the	
  broad	
  scope	
  of	
  LASOR,	
  joint	
  research	
  is	
  actively	
  undertaken	
  between	
  the	  research	
  groups	   in	
   LASOR,	
   with	
   the	   researchers	
   in	
   material	
   science	
   in	
   ISSP,	
   and	   with	   domestic	
   and	  overseas	  research	
  teams.	
  	
  Reflecting	
  its	
  high-­‐quality	
  research,	
  LASOR	
  has	  been	  successful	  in	
  obtaining	
  a	
  large	
  amount	
  of	
  external	
  funds.	
  These	  external	
  funds	
  have	  been	
  essential	
  for	
  upgrading	
  the	
  facilities	
  at	
  LASOR	  and	
  also	  made	  a	
  significant	  contribution	
  to	
  ISSP	
  operation.	
  	
  Research	
  activities	
  
The	
  4	
  research	
  groups	
  at	
  LASOR	  are	
  pursuing	
  unique	
  research	
  activities.	
  
(1)	
  

Extreme	  Laser	  Science	  Group	  (Profs.	
  Itatani,	
  Kobayashi)	
  Light-­‐matter	
  interactions	
  with	  extreme	
  resolution	
  in	
  the	
  time	  domain	
  as	
  well	  as	
  in	
  the	
  spectral	  domain	
   are	   investigated	
   in	
   this	
   group.	
   Prof.	
   Itatani	
   has	   been	
   pushing	
   the	   frontier	
   in	
   ultrafast	
  spectroscopy	
  by	
  developing	
  atto-­‐second	
  duration	
  light	
  sources	
  near	  the	
  carbon	  K-­‐edge	  (284	  eV).	
  
He	
  is	
  now	
  developing	
  a	
  laser-­‐based	
  soft	  x-­‐ray	
  beamline	
  with	  the	
  energy	
  extending	
  to	
  the	
  keV	  region,	
  together	
  with	  a	
  high	  spectral-­‐resolution	
  x-­‐ray	
  absorption	  and	
  emission	  spectrometer	
  for	
  opening	
  a	
  new	
  field	  of	
  ultrafast	
  x-­‐ray	
  spectroscopy.	
  	
  Prof.	   	
   Kobayashi	
   has	   been	
   very	
   successful	
   in	
   developing	
   leading-­‐edge	
   ultrashort-­‐pulse	
   lasers	
   for	  ultrahigh-­‐resolution	
   spectroscopy,	
   photoemission	
   spectroscopy,	
   medical	
   applications,	
   and	  industrial	
   applications.	
   By	
   participating	
   in	
   external	
   projects,	
   he	
   is	
   now	
   planning	
   to	
   develop	
   a	
  
new	
  generation	
  femtosecond	
  laser	  of	
  1kW	
  average	
  power.	
  This	  system	
  will	  lead	  to	
  a	
  high	  power	  laser-­‐based	
  XUV	
  light	
  source	
  for	
  solid-­‐state	
  physics.	
  In	
   pursuing	
   these	   new	
   approaches,	
   ISSP	
   has	   the	   strong	
   advantage	
   that	   state-­‐of-­‐the-­‐art	
   laser	
  systems	
  which	  are	
  most	  suitable	
  for	
  specific	
  applications	
  can	  be	
  developed	
  on	
  site	  by	
  top-­‐rated	
  laser	
  scientists	  belonging	  to	
  LASOR.	
  	
  	
  
(2)	
  

Soft-­‐X-­‐Ray	
  and	  Materials	
  Science	  Group	  (Profs.	
  Shin,	  Kondo,	
  Okazaki)	
  Prof.	
   Shin	
   has	  made	   outstanding	
   contribution	
   to	
   solid	
   state	
   physics	
   by	
  developing	   a	
   new	
   angle-­‐resolved	
   photo-­‐emission	
   spectroscopy	
   (ARPES)	
   and	   by	
   further	
   extending	
   ARPES	
   to	
   ultrahigh-­‐
energy-­‐resolution	
   photoemission	
   spectroscopy	
   by	
   utilizing	
   lasers	
   (Laser-­‐ARPES).	
   The	   scientists	
  

40

in	
  this	  group	  are	
  working	
  closely	
  together	
  on	
  solid	
  state	  physics	
  using	
  ARPES	  and	  on	
  developing	  new	
   photo-­‐emission	
   spectrometers	
   and	   microscopes.	
   Laser-­‐ARPES	
   now	
   achieves	
   the	   world’s	  highest	  energy	  resolution	
  of	
  70	
  µeV	
  with	
  a	
  7	
  eV	
  harmonic	
  laser	  source.	
  	
  
A	
   milestone	
   achievement	
   by	
   Prof.	
   Okazaki	
   is	
   the	   direct	
   observation	
   of	
   the	   anisotropic	  superconducting	
  gap	
  with	  8	
  nodes	
  in	
  an	
  iron-­‐based	
  superconductor	
  (Tc	  ~	
  3.4	  K).	
  Based	  on	
  the	
  7-­‐eV	
   harmonics,	
   Profs.	
   	
   Kondo	
   and	   Shin	
   have	
   recently	
   developed	
   a	
   spin-­‐	
   and	   angle-­‐resolved	
  photoemission	
   spectrometer	
   that	
   achieves	
   the	   world’s	
   highest	
   energy	
   resolution	
   of	   1	   meV.	
  They	
  have	  also	  constructed	
  a	
  unique	
  laser-­‐based	
  photoemission	
  microscope	
  that	  achieves	
  the	
  world’s	
  highest	
  spatial	
  resolution	
  of	
  2.6	
  nm.	  The	
   group	
   has	   also	
   succeeded	
   in	
   implementing	
   photoemission	
   spectroscopy	
   by	
   femtosecond	  high-­‐harmonic	
   pulses	
   up	
   to	
   60	
   eV.	
   By	
   using	
   the	   beamline	
   technology	
   of	
   the	   Synchrotron	  Radiation	
   Laboratory,	
   they	   have	
   succeeded	
   in	
   performing	
   pump-­‐probe	
   photoemission	
  spectroscopy,	
  and	
  demonstrated	
  ultrafast	
  insulator-­‐to-­‐metal	
  transitions	
  in	
  TaS2	
  and	  VO2.	
  They	  have	
  also	  investigated	
  a	
  variety	
  of	
  other	  materials	
  including	
  novel	  superconductors,	
  graphene,	
  and	
  topological	
  insulators.	
  
(3)	
  

Coherent	  Photonics	
  Science	
  (Profs.	
  	
  Suemoto,	
  Akiyama)	
  Novel	
  laser	  spectroscopy	
  and	
  coherent	
  non-­‐linear	
  optical	
  physics	
  are	
  studied	
  in	
  this	  group.	
  In	
  particular,	
   Prof.	
   Suemoto	
   has	
   obtained	
   important	
   results	
   in	
   unique	
   terahertz	
   magnetic-­‐field	  spectroscopy	
   for	   spin	
   dynamics	
   in	
   weak	
   ferromagnetic	
   materials.	
   Prof.	
   Akiyama	
   has	   been	
  making	   unique	
   contributions	
   to	
   open	
   new	
   fields	
   in	
   material	
   science;	
   quantitative	   micro-­‐spectroscopy	
  on	
  semiconductor	
  lasers,	
  high-­‐quality	
  nano-­‐structures	
  such	  as	
  T-­‐shaped	
  quantum-­‐wire	
   lasers,	
   gain-­‐switched	
   semiconductor	
   lasers	
   and	  multi-­‐junction	
   solar	
   cells,	
   and	  furthermore	
  firefly	  bio-­‐luminescent	
  systems.	
  	
  
This	
   group	
   is	
   important	   to	
   initiate	
   unprecedented	
   optical	
   and	   materials	
   science	
   in	
   ISSP	
   by	  connecting	
   rapidly	
   evolving	
   laser-­‐science	
   technologies	
   and	   new	
   targets	
   in	
   material	
   science	
  including	
  functional	
  materials	
  and	  dynamical/active/complex	
  systems.	
  
(4)	
  

Synchrotron	  Radiation	
  Laboratory	
  (Profs.	
  	
  Matsuda,	
  Harada,	
  Wadati)	
  Since	
   2009,	
   the	   scientists	
   at	
   the	   ISSP	
   Synchrotron	   Radiation	
   Laboratory	
   have	  constructed	
   a	
   soft	  x-­‐ray	  undulator	
  beamline	  BL07LSU	
  (UTokyo	
  Outstation)	
  in	
  SPring-­‐8	
  to	
  develop	
  materials	
  science	
  with	
   frontier	
   spectroscopy	
   using	
   high	
   brilliance	
   synchrotron	
   radiation.	
   The	   end	   stations	
  currently	
   installed	
   are	   world-­‐competing	
   performance	
   facilities	
   for	   time-­‐resolved	
   soft	
   x-­‐ray	
  spectroscopy,	
   three-­‐dimensional	
   scanning	
   photoelectron	
   microscopy,	
   and	   high-­‐resolution	  resonant	
  inelastic	
  soft	  X-­‐ray	
  scattering	
  spectroscopy	
  (soft	
  X-­‐ray	
  RIXS).	
  	
  

41

In	
   addition	
   to	
   taking	
   the	   major	
   role	   in	
   the	   BL07LSU	
   development,	
   Prof.	
   Matsuda	
   has	   recently	
  performed	
  pioneering	
  experiments	
  on	
  the	  resonant	
  magneto-­‐optical	
  Kerr	  effect	
  with	  XFEL	
  and	  HHG	   lasers,	
   finding	   that	   these	   femto-­‐second	
   pulses	
   are	   suitable	
   for	   exploring	
   elementary	  processes.	
   With	
   soft	
   X-­‐ray	
   RIXS,	
   Prof.	
   Harada	   is	
   making	
   remarkable	
   findings	
   on	
   hydrogen	
  bonding	
  in	
  liquid	
  water,	
  and	  is	
  also	
  working	
  on	
  in-­‐situ/in-­‐operando	
  spectroscopy	
  for	
  advanced	
  technology	
  including	
  Li-­‐ion	
  battery	  electrode.	
  With	  resonant	
  soft	  X-­‐ray	
  diffraction,	
  Prof.	
  	
  Wadati	
  has	
   recently	
  achieved	
  important	
  observation	
  of	
  devil’s-­‐stair	
  case	  like	  magnetic	
  structures	
   in	   a	
  novel	
  spin-­‐valve	
  system.	
  	
  Through	
   these	   activities,	
   the	   Synchrotron	   Radiation	
   Laboratory	
   contributes	
   to	
   collaboration	
  with	
  domestic	
  and	
  overseas	  research	
  teams.	
  	
  Future	  plan	  LASOR	
   is	
   proposing	
   to	
   focus	
   its	   research	
   on	
   the	   following	
   three	   fields:	
   ultrafast	
   spectroscopy,	  ultra-­‐high	  resolution	  spectroscopy,	
  and	
  in-­‐operando	
  spectroscopy.	
  In	
  pursuing	
  these	  fields,	
  the	
  following	
   four	   projects	
   are	   planned	
   to	
   drive	
   the	   advancement	
   of	
   light-­‐matter	
   and	   photon	
  science	
   by	
   trans-­‐disciplinary	   research	
   and	   the	   development	
   of	
   extreme	
   and	   innovative	   light	
  sources.	
  
(1)	
  

Advanced	
  light	
  sources	
  based	
  on	
  kW	
  lasers	
  It	
   is	
   planned	
   to	
   develop	
   the	   next	
   generation	
   of	
   solid-­‐state	
   lasers	
   with	   average	
   power	
   in	
   the	   kW	
  range.	
  These	  lasers	
  will	  be	
  used	  to	
  develop	
  a	
  laser-­‐based	
  short-­‐wavelength	
  beamline	
  in	
  the	
  VUV	  to	
   x-­‐ray	
   region	
   with	   various	
   unique	
   features	
   including	   attosecond	
   pulses,	
   monochromatic	  coherent	  radiation,	
  and	  very	  high	  brightness.	
  
(2)	
  

Extreme	  laser	  drive	
  and	
  ultrafast	
  optical	
  science	
  in	
  solids	
  This	
   project	
   proposes	
   to	
   explore	
   the	   frontiers	
   of	
   optical	
   science	
   such	   as	
   intense-­‐laser-­‐field	
  physics,	
   atto-­‐second	
   spectroscopy,	
   optical	
   frequency-­‐comb	
   spectroscopy	
   in	
   complex	
   solid	
  materials,	
  and	
  coherent	
  light-­‐matter	
  science.	
  This	  approach	
  will	  expand	
  the	
  solid-­‐state	
  physics	
  from	
   the	   steady	
   state	
   to	
   the	   transient	
   and	   non-­‐equilibrium	
   states	
   which	
   have	
   not	   been	
  extensively	
  explored	
  so	
  far.	
  (3)	
  Promoting	
  next	  generation	
  sources	
  of	
  synchrotron	
  radiation	
  The	
   SRL	
   has	
   taken	
   a	
   central	
   role	   in	
   the	   development	
   and	   use	   of	
   synchrotron	
   radiation	
   for	  material	
  science	
   and	  in	
   fostering	
   young	
   scientists	
   in	
   this	   field.	
   In	
   addition	
   to	
   upgrading	   the	   soft-­‐42

x-­‐ray	  beamline	  BL07LSU	
  at	
  SPring-­‐8,	
  the	
  SRL	
  will	  engage	
  in	
  the	
  development	
  and	  construction	
  of	
  next-­‐generation	
  synchrotron	
  and	  XFEL	
  sources	
  in	
  Japan.	
  	
  
(4)	
  

Center	  of	
  Excellence	
  (COE)	
  in	
  next-­‐generation	
  photon	
  science	  	
  LASOR	
   proposes	
   to	
   become	   a	
   COE	   in	
   next	
   generation	
   photon	
   science	
   by	
   connecting	
   photon	
  science	
  with	  material	
  sciences	
  in	
  close	  collaboration	
  with	  other	  universities	
  and	
  institutes.	
  For	  example,	   ultrahigh-­‐resolution	
   photoemission	
   spectroscopy/microscopy	
   and	   time-­‐resolved	
  photo-­‐emission,	
   absorption	
   and	   resonant	
   inelastic	   scattering	
   spectroscopy	
   will	
   contribute	
   to	  advancement	
  of	
  in-­‐operando	
  spectroscopy	
  of	
  various	
  phenomena	
  such	  as	
  catalytic	
  interactions.	
  	
  
Also	
   proposed	
   is	
   the	   collaboration	
   and	   cooperation	
   in	
   industrial	
   fields.	
   The	   kW	
   class	
   light	
  sources	
   developed	
   for	   material	
   science	
   will	
   also	
   be	
   useful	   for	   opening	
   new	
   industrial	
  applications	
   as	
   well	
   as	
   for	   understanding	   the	   multi-­‐scale	
   physics	
   in	
   laser-­‐matter	
   interaction	  under	
  extreme	
  conditions.	
  	
  Personnel	
  issues	  Various	
   difficult	
   issues	
   related	
   to	
   the	   construction	
   project	
   of	   a	   new	
   synchrotron	
   facility	
   at	  Kashiwa	
   were	
   pointed	
   out	   in	
   the	   2005	
   external	
   review.	
   These	
   issues	
   have	
   been	
   resolved	
  completely,	
   and	   LASOR	
   has	
   succeeded	
   in	
   attracting	
   many	
   talented	
   faculty	
   members	
   who	   are	  visible	   in	
   their	
   own	   fields.	
   Since	
   the	   retirement	
   of	
   the	
   2	
   professors	
   of	
   LASOR	
   is	
   approaching	
  (Suemoto	
  in	
  March	  2016	
  and	
  Shin	
  in	
  March	  2019),	
  this	  is	  an	
  important	
  time	  to	
  strategically	
  plan	  the	
  next-­‐generation	
  faculty	
  appointments	
  for	  the	
  future	
  of	
  LASOR.	
  	
  Another	
  issue	
  is	
  the	
  lack	  of	
  theoreticians	
  related	
  to	
  optical	
  science	
  at	
  ISSP.	
  Faculty	
  members	
  in	
  
this	
  field	
  could	
  greatly	
  contribute	
  to	
  rapid	
  advances	
  in	
  materials	
  and	
  optical	
  sciences.	
  	
  
Well	
   trained	
   technical	
   staff	
   is	
   required	
   to	
   develop	
   and	   maintain	
   various	
   advanced	
   facilities	
   in	
  
LASOR	  at	  Kashiwa	
  and	
  SPring-­‐8.	
  Since	
  the	
  number	
  of	
  the	
  technical	
  staff	
  members	
  of	
  LASOR	  is	
  limited,	
  it	
  is	
  necessary	
  to	
  take	  some	  measures	
  to	
  increase	
  the	  personnel	
  for	
  implementing	
  the	
  future	  plan.	
  	
  
	
  
Recommendations	
  
•

The	
  basic	
  scientific	
  plan	  of	
  LASOR	
  to	
  focus	
  its	  research	
  on	
  ultrafast	
  spectroscopy,	
  ultra-­‐high-­‐resolution	
   spectroscopy,	
   and	   in-­‐operando	
   spectroscopy	
   is	
   very	
   appropriate	
   and	   is	
  expected	   to	
   open	
   important	
   new	
   fields	
   in	
   materials	
   and	   optical	
   sciences.	
   Every	
   effort	
  

43

•

•

•

should	   be	
   taken	
   to	
   strengthen	   LASOR	
   to	
   pursue	
   this	   challenging	
   plan	
   and	   lead	
   the	  materials	
  science	
  community.	
  Prof.	
  Suemoto	
  is	
  retiring	
  in	
  March	  2016.	
  His	  position	
  should	
  be	
  refilled	
  soon	
  with	  a	
  top	  scientist	
  in	
  the	
  field.	
  Prof.	
  S.	
  Shin,	
  Director	
  of	
  LASOR	  and	
  Director	
  of	
  SRL,	
  will	  retire	
  in	
  3	
  
years.	
  A	
  careful	  succession	
  plan	
  for	  the	  management	
  of	
  LASOR	
  should	
  be	
  developed	
  well	  in	
   advance.	
   Considering	
   the	   truly	
   exceptional	
   achievements	
   Prof.	
   Shin	
   has	
   made,	
   the	  ISSP	
  should	
  explore	
  ways	  that	  would	
  allow	  him	  to	
  continue	
  contributing	
  to	
  research	
  at	
  LASOR.	
  LASOR	
   has	   been	
   contributing	
   to	
   the	   financial	
   situation	
   of	
   the	   ISSP	
   by	
   obtaining	
   many	
  external	
   funds.	
   ISSP	
   should	
   support	
   and	
   appreciate	
   LASOR	
   to	
   further	
   obtain	
   external	
  funds	
   by	
   actively	
   proposing	
   various	
   projects.	
   However,	
   a	
   proper	
   balance	
   should	
   be	
   kept	  between	
   the	   major	
   task	
   (research	
   and	   education)	
   and	   other	
   work,	
   including	
   user	
   facility	
  operation	  and	
  community	
  organization,	
  in	
  order	  not	  to	
  overload	
  the	  research	
  staff.	
  Considering	
   the	   importance	
   of	
   the	   UTokyo	
   Outstation	
   at	
   SPring-­‐8	
   for	   developing	
   new	  techniques	
   for	   synchrotron	
   radiation,	
   every	
   effort	
   to	
   continue	
   the	   activity	
   should	
   be	  taken,	
   especially	
   because	
   the	   SPring-­‐8	
   facility	
   is	
   counted	
   as	   a	   national	
   key	   technology	
   of	  Japan.	
  

	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  

44

Ｖ.	
 外部評価実施体制	
 / Organization	 	 外部評価実行委員会	
 / Organaizing Committee	
 榊原俊郎*、小森文夫、森	  初果、押川正毅、勝本信吾、上床美也、廣井善二、柴山充弘、
金道浩一、川島直輝、辛	  埴、鈴木博之/ T. Sakakibra*, F. Komori, H. Mori, M. Oshikawa, S. Katsumoto, Y. Uwatoko, Z. Hiroi, M.
Shibayama, K. Kindo, N. Kawashima, S. Shin, H. Suzuki

外部評価実施ワーキンググループ	
 / Working Group on External Review	 榊原俊郎*、鈴木博之、小森文夫/ T. Sakakibra*, H. Suzuki, F. Komori

将来計画ワーキンググループ	
 / Working Group on Future Plan	 廣井善二*、押川正毅、中辻	  知、吉信	
  淳、森	
  初果、秋山英文、小森文夫/ Z. Hiroi*, M. Oshikawa, S. Nakatsuji, J. Yoshinobu, H. Mori, H. Akiyama, F. Komori（* 委員長・世話人 / Chairman・Organizer ）評価資料	
 / Evaluation Materials	
 ISSP Activity Report
個人業績報告書（電子媒体にて評価委員に配布）/ Personal Data (Distributed in digital media)
氏名 / Name
職・着任年月日 / Date of Appointment at ISSP
生年月日・性別・国籍 / Date of Birth, Sex, Nationality
学歴・学位 / Graduation and Degree
職歴 / Professional Career
活動 / Activities
研究活動（研究分野、所属学会、研究資金獲得実績）/ Research Activities (Subjects,
Membership, Award, Grants)
教育活動 / Educational Activities
その他の活動 / Other Activities
主要論文 / Publications
最近の研究業績 / Recent Research Achievements
高被引用論文 / Frequently Cited Papers
招待講演 / Invited Talks
論文リスト / Publication List

45