T
E
G
A

N

東北大学 多元物質科学研究所
Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials
TOHOKU UNIVERSITY

東北大学 多元物質科学研究所
研究所長

河村

純一

〒980-8577 仙台市青葉区片平2丁目1番1号

TEL：022-217-5204

FAX：022-217-5211

URL：http://www.tagen.tohoku.ac.jp/

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials TOHOKU UNIVERSITY
Director:Professor Junichi Kawamura
Adress:2-1-1 Katahira,Aoba-ku,Snedai 980-8577,JAPAN多元AD決四-責2.indd 1

11.9.20 0:04:05 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

歴史・沿革

アクセス

HISTORYACCESS

昭和 16年 3月 勅令第 268 号（官制）により選鉱製錬研究所設置
昭和 18年 1月 勅令第 54 号（官制）により科学計測研究所設置
昭和 19年 1月 勅令第 7 号（官制）により非水溶液化学研究所設置
昭和24年 5月 国立学校設置法により選鉱製錬研究所、科学計測研究所、非水溶液化学研究所は、それぞれ東北大学附置研究所となる。
平成 3年 4月 国立大学設置法の改正により、非水溶液化学研究
所は反応化学研究所に改組
平成 4年 4月 国立大学設置法の改正により、選鉱製錬研究所は素材工学研究所の改組

and Metallurgy, Tohoku Imperial University was founded.

January 1943 Research Institute for Scientific Measure-

仙台市内マップ SENDAI CITY MAP

ments, Tohoku Imperial University was
founded.

January 1944

青葉区役所

Aoba Ward Oﬃce

Chemical Research Institute of Non ‐Aqueous Solution, Tohoku Imperial University was founded.

宮城県庁

Miyagi Prefectural Oﬃce
Sendai Combination Government Building

Sendai Legal Aﬀairs Bureau

May 1949 These three Institutes were reorganized広as research institutes affiliated to Tohoku
University.

瀬

川

せんだい
メディアテーク

Hirose River

3km

Aqueous Solution was reorganized as
Institute for Chemical Reaction Science.

Kotoudai-koen

地下鉄勾当台公園駅

Tokyo Electron Hall Miyagi

寺 e通
t
Stre
定 yo禅
zenji

2km

勾当台公園

東京エレクトロン
ホール宮城

Sendai Medhiatheque

April 1991 Chemical Research Institute of Non ‐三越

Subway Kotodai-koen Station

Mitsukoshi

1kmJ

宮城県美術館

Miyagi Museum of Art

地下鉄広瀬通駅

Subway Hirosedori Station

路 Sendai

仙台西道

adWest Ro

AER
Forus

あおば通り駅

Daiei

Fujisaki

東北大学
青葉山キャンパス
Tohoku University
Aobayama Campus

仙台国際センター

地下鉄
仙台駅

七十七
銀行本店

通
青 ba葉Street

77 Bank
Head Oﬃce

Ao

仙台法務総合庁舎

sendai international center

Sakurano

ダイエー

藤崎

t

ments, Institute for Chemical Reaction
Science, and Institute for Advanced
Materials Processing were restructured
and consolidated as Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials(IMRAM) .

さくら野

Aobadori Station

Stree

April 2001 Research Institute for Scientific Measure-

AER

フォーラス

Hiros

Loft

E BeanS

仙台弁護士会館

Sendai Legal Aﬀairs Synthesis
Public Oﬃce Building

Loft

JR 仙台駅

通
eet
広 瀬
e Str

JR Sendai Station

Nishikouen

ouen

西公園

園通

Research Institute of Mineral Dressingand Metallurgy was reorganized as Institute for Advanced Materials Processing.

NishikApril 1992

仙台合同庁舎仙台法務局

西公

平成 13年 4月 国立大学設置法の改正により、素材工学研究所と科学計測研究所と反応化学研究所を再編統合し、多元物質科学研究所設置

March 1941 Research Institute of Mineral Dressing

BiVi
Bivi

エスパル
S-PAL

E Beans

Sendai Bar Association

仙台高等検察庁
Sendai High Public
Prosecutors Oﬃce

SS30

評定河原球場

SS30

Hyoujyougawara Stadium

仙台市博物館

Sendai City Museum

東北大学
片平キャンパス

東北大学
附属植物園

Tohoku University
Katahira Campus

地下鉄
五橋駅
Subw

仙台城址

ay Itsut

Botanical Gardens,
Tohoku University

Sendai Site of a Castleni Statiosubash日本と仙台の位置 POSITION of JAPAN and SENDAI
Chitose Airport

SapporoSendaiAthensLisbonSendai

AomoriTohokuRegion38N

San Francisco

JAPAN

Washington D.C

Niigata

Tokyo
Kyoto

Sendai Airport

Narita International Airport

NagoyaHiroshima
HakataAccess to Sendai station
1. Train "Tohoku Shinkansen (Bullet train)" From Tokyo to Sendai: 1h40m

Osaka

Kansai International
AirportFukuoka
Airport

2. Flight Sendai Airport has international flights from many East Asisn cities and domestic flights.
From Seoul: 2h20m / From Beijing: 6h / From Tokyo-Narita: 1h
From Sendai Airport to Sendai st. by railway: 30 minutes.

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11.9.16 7:44:26 PM

目 次
CONTENTS

所長挨拶 ／ DIRECTOR'S MESSAGE .......................................................................................................................................................................................... 3
組織図 ／ ORGANIZATIONAL CHART........................................................................................................................................................................................... 5
有機・生命科学研究部門 ／ DIVISION OF ORGANIC- AND BIO-MATERIALS RESEARCH............................................................................................ 8
無機材料研究部門 ／ DIVISION OF INORGANIC MATERIAL RESEARCH ........................................................................................................................... 16
プロセスシステム工学研究部門 ／ DIVISION OF PROCESS AND SYSTEM ENGINEERING .................................................................................. 24
計測研究部門 ／ DIVISION OF MEASUREMENTS ................................................................................................................................................................... 32
寄附研究部門 ／ DONATED RESEARCH SECTION ................................................................................................................................................................. 40
サステナブル理工学研究センター ／ RESEARCH CENTER FOR SUSTAINABLE SCIENCE & ENGINEERING ................................................... 42
先端計測開発センター ／ CENTER FOR ADVANCED MICROSCOPY AND SPECTROSCOPY ..................................................................................... 48
高分子・ハイブリッド材料研究センター ／ POLYMER・HYBRID MATERIALS RESEARCH CENTER ................................................................ 54
窒化物ナノ・エレクトロニクス材料研究センター ／ CENTER FOR ADVANCED NITRIDE TECHNOLOGY ................................................. 62
多元 CAF ／ TAGEN CENTRAL ANALYTICAL FACILITY ......................................................................................................................................................... 67
技術室 ／ TECHNICAL SERVICE SECTION ................................................................................................................................................................................... 69
最近の主な成果 ／ MAIN ACHIEVEMENTS ............................................................................................................................................................................ 72
学術交流協定 ／ ACADEMIC EXCHANGE AGREEMENTS ...................................................................................................................................................... 73
概

要 ／ OUTLINE ........................................................................................................................................................................................................................ 74

建物案内図 ／ IMRAM BUILDING MAP ...................................................................................................................................................................................... 75

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11.9.14 8:50:24 AM

多元物質科学のフロンティアを目指して
FRONTIERS IN MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS

2011年 3月11日に東北・北関東一帯を襲ったマグニチュード9.0という未曾有の大地震と津波は、更に福島第一原発の事故へとつながり、東北大学にも甚大な被害をもたらしました。奇しくも本年 4月には、東北大学多元物質科学研究所（略称：多元研）の創立10周年を迎え、本来であれば盛大な祝典を予定していたところですが、延期を余儀なくされました。
その後の調査で、多元研の被害状況も詳細に明らかになり、所員に大きな怪我などはな
かったものの、家族や自宅などには多くの被害が報告されています。また、研究所の建物は無事でしたが、研究装置・機器の破損や貴重な試料の喪失など大きなダメージを被りました。この間、5 研究所ネットワークをはじめ、国内・国外からの多くの支援と励ましをいただ
きました事に心より御礼申し上げます。
さて、多元物質科学研究所［英名：Institute of Multidisciplinary Research for Advanced

東北大学
多元物質科学研究所
研究所長

河村

純一

Institute of Multidisciplinary Research
for Advanced Materials
Director
Junichi Kawamura

Materials（IMRAM）］
は、50 年以上の歴史を持つ旧3 研究所（選研・素材研、科研、非水研・反応研）が、平成13 年 4月に統合して発足した東北大学附置研究所の一つであり、本年は10周年の記念の年となります。
多元研のミッションは、“ 多元物質科学に関する基礎と応用の先端的研究を推進し、本学 4 研究科と協力して次世代を担う若者の教育研究活動を行い、世界的視点から思考できる指導的人材を育成し、地域と世界に貢献する ” ことにあります。
多元物質科学とは、単に有機・無機・生物といった多元的物質の科学という意味のみならず、Multidisciplinary という英語表記からも分かるとおり、一つの見方にとらわれずに物
理や化学や生命や工学や環境科学など様々な学問的視点を融合した新しい物質科学の創出を目指すものです。
平成 22年度から始まった第2期中期目標中期計画期間においては、多元物質科学の基盤となる部門をしっかりと守り育てながら、喫緊の社会的要請に集中的かつ迅速に対応できるように、大幅な組織変更を行いました。前者は、4つの基盤的部門（有機・生命科学研
究部門、無機材料研究部門、プロセスシステム工学研究部門、計測研究部門）、後者は4つの重点研究センター（サステナブル理工学研究センター、
先端計測開発センター、
高分子・ハイブリッド材料研究センター、窒化物ナノ・エレクトロニクス材料研究センター）
からなり、適切な評価と見直しを進めてまいります。
また、平成 22年度からは、日本を縦断する北大電子研‐東北大多元研︲東工大資源研︲阪大産研︲九大先導研の5つの附置研究所ネットワークによる新しいタイプの共同利用
研究所「物質・デバイス領域共同研究拠点」としての活動を開始しました。初年度にもかかわらず60 件以上の公募型共同研究を実施し、多元研の全国展開への一歩を築くことができました。今後は、更に地域や日本そして世界に開かれた多元研として更なる発展を目指して行きます。
さて、震災の後、余震や放射能など様々な不安を抱えながらも、多くの多元研所員や学生が復旧・復興活動に献身され、5月末の時点では殆どの研究室が研究・教育を再開し、更には学内の被害が大きい部局への支援や地域ボランティアなどにも活躍しております。こ
れからも、迅速かつ着実に研究・教育の復興を進め、従来にも増して大きな研究成果を挙げるべく全力を尽くして参りますので、どうか宜しく御支援をお願いいたします。
平成 23 年 5月

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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11.8.26 5:42:27 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITYThe Tohoku earthquake on March 11, 2011, which triggered the devastating Tsunami
and the accident in Fukushima nuclear power plants, has tremendously damaged to
Tohoku and Kanto regions of Japan, including our campus of Tohoku university.
No victims or serious injuries are reported among our institute members, althoughmany of them have lost their family members and their houses. No serious damage
is found in the buildings of IMRAM, however the various equipments and devices arebroken and many valuable samples are found to be lost.
We greatly appreciate many colleagues in Japan and all over the world, who haveoffered us various helps and encourages after the disaster.
Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials (IMRAM), which
is pronounced as TAGEN-BUSSHITSU-KAGAKU KENKYUSHO (Tagen-ken)
in Japanese was founded 10 years ago on April 2001 as the successor of threeprestigious research institutes with about 50 years' tradition; SENKEN-SOZAIKEN,
KAKEN, HISUIKEN-HANNOUKEN in Tohoku university.
The meaning of TAGEN-BUSSHITSU-KAGAKU is not only the science for multisources of materials including organic, inorganic, biological etc., but also denotes a
new concept of material science by fusing different fields of science and technologies
such as, physics, chemistry, biology, process engineering, environmental science etc.,
which is well expressed in the English name of "Multidisciplinary Research".
The mission of IMRAM is "To promote basic and application of the TAGENBUSSHITSU-KAGAKU, to educate the next generations in this field to bring up
international leading scientists and engineers and to contribute to the global humancommunities.
Since the "2nd period of Mid-term Plan of National University Corporation" started
from 2010, the organization of IMRAM has been rearranged in to four basic divisions(Division of Organic- and Bio-materials Research, Division of Inorganic Material
Research, Division of Process and System Engineering, Division of Measurements)and four priority centers (Research Center for Sustainable Science & Engineering,
Center for Advanced Microscopy and Spectroscopy, Polymer Hybrid Materials
Research Center, Center for Advanced Nitride Technology). The former divisions
conserve and cultivate the core academic bases of IMRAM, on the other hand
the latter centers catch-up and contribute quickly to the global serious and argent
demands.
Also, in 2010, the IMRAM started the activity as a member of the new Network
Joint Research Center for Materials and Devise composed of five national university
institutes including RIES (Denshiken) in Hokkaido Univ., CRL (Shigennken) inTokyo Institute of Technology, ISIR (Sanken) in Osaka Univ. and IMCE (Sendouken)
in Kyushu Univ. The network is open to any people in Japan including colleges,
institutes and private companies, who wish to collaborate with the five institutes.
After the earthquake in Tohoku, we have struggled to reconstruct our institute as wellas our home and local communities. Now, the life-line of Sendai is mostly recovered
and the scientific research and education have already started in IMRAM.
We express sincere thanks to all who help us and we promise to reestablish ourinstitute swiftly and steadily up to much higher levels than before.
May, 25, 2011

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11.9.21 11:09:01 AM

組 織 図ORGANIZATION CHART

運営協議会

研究所長

ADMINISTRATIONMEETINGDIRECTOR

教授会

FACULTY MEETING

副研究所長

副研究所長

（総務担当）（研究担当）

DEPUTY DIRECTOR

DEPUTY DIRECTOR

所長補佐

JOINT RESEARCH CENTER OFFICE

共同研究拠点室

TAGEN CAF

多元ＣＡＦ

LIBRARY

図書室

SAFETY PLANNING SECTION

清水研究室

SHIMIZU Lab ／ Biopolymer Chemistry

タンパク機能解析研究分野

齋藤（正）研究室

IKEDA-SAITO Lab ／ Structural Biology and Bioinorganic Chemistry

生物分子機能計測研究分野

石島研究室

ISHIJIMA Lab ／ Nano Biophysics

生命分子ダイナミクス研究分野

髙橋（聡）研究室

TAKAHASHI S. Lab ／ Biological and Molecular Dynamics

ソフト材料研究分野 （客員）（GUEST）／ Soft Materials

DIVISION OF INORGANIC MATERIAL RESEARCH

一色研究室

ISSHIKI Lab ／ High Purity Materials

金属機能設計研究分野

安全管理室

金原研究室

無機材料研究部門

INFORMATION BRANCH

和田研究室

KINBARA Lab ／ Bioinspired Synthetic Chemistry

生体高分子化学研究分野

広報情報室

CENTER FOR ADVANCED NITRIDE TECHNOLOGY

永次研究室

WADA Lab ／ Functional Photochemistry and Chemical Biology

生命類似機能化学研究分野

事務部

ADMINISTRATIVESECTION

DIVISION OF ORGANIC- AND BIO-MATERIALS RESEARCHNAGATSUGI Lab ／ Synthesis of Organic Functional Molecules

生命機能制御物質化学研究分野

技術室

TECHNICAL SERVICESECTIONRESEARCH SUPPORTSECTION

窒化物ナノ・エレクトロニクス材料研究センター

POLYMER·HYBRID MATERIALS RESEARCH CENTER

高分子・ハイブリッド材料研究センター

CENTER FOR ADVANCED MICROSCOPY AND SPECTROSCOPY

先端計測開発センター

RESEARCH CENTER FOR SUSTAINABLE SCIENCE & ENGINEERING

サステナブル理工学研究センター

DONATED RESEARCH SECTION

寄附研究部門DIVISION OF MEASUREMENTS

計測研究部門DIVISION OF PROCESS AND SYSTEM ENGINEERING

プロセスシステム工学研究部門

DIVISION OF INORGANIC MATERIAL RESEARCH

無機材料研究部門

DIVISION OF ORGANIC- AND BIO-MATERIALS RESEARCH

有機・生命科学研究部門

生命機能分子合成化学研究分野

SUBCOMMITTEES

研究支援部門ANNEXED RESEARCHSECTION

有機・生命科学研究部門

高純度材料研究分野

STEERING MEETING

附属研究施設研究部

RESEARCH SECTION

各種委員会

運営会議

ASSISTANT DIRECTOR

蔡研究室

TSAI Lab ／ Metallurgical Design for Material Functions

環境無機材料化学研究分野

佐藤（次）研究室

SATO T. Lab ／ Environmental Inorganic Materials Chemistry

機能材料微細制御研究分野

鈴木研究室

SUZUKI Lab ／ Microstructural Control of Functional Materials

無機材料創製プロセス研究分野

垣花研究室

KAKIHANA Lab ／ Design of Advanced Inorganic Materials

強相関固体物性研究分野 （兼）有馬研究室
ARIMA Lab(c) ／ Correlated-electron Solid-state Physics

ナノスケール磁気デバイス研究分野

北上研究室

KITAKAMI Lab ／ Nanoscale Magnetism and Devices

ハード材料研究分野 （客員）（GUEST）／ Hard Materials

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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11.9.21 11:09:01 AM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

プロセスシステム工学研究部門
基盤素材プロセッシング研究分野

DIVISION OF PROCESS AND SYSTEM ENGINEERING

北村研究室

機能性粉体プロセス研究分野

SATO S. Lab ／ Laser Applied Material Science

齋藤（文）研究室
田中研究室

阿尻研究室

MIZUSAKI Lab(c) ／ Energy System

プロセスシステム研究分野 （客員）

ADSCHIRI Lab ／ Supercritical Fluid and Hybrid Nano Technologies

計測研究部門MURAMATSU Lab ／ Hybrid Nano-particle

エネルギーシステム研究分野 （兼）水崎研究室

TANAKA Lab ／ Nanostructure/Nanointerface Design and Control

超臨界ナノ工学研究分野

村松研究室

ハイブリッドナノ粒子研究分野

SAITO F. Lab ／ Mechanochemical Operation and Nano-coating

高機能ナノ材料創成研究分野

佐藤（俊）研究室

光物質科学研究分野

KITAMURA Lab ／ Base Materials Processing（GUEST）／ Process System

DIVISION OF MEASUREMENTS

上田研究室

電子分子動力学研究分野

分光化学研究分野

UEDA Lab ／ Electron and Molecular Dynamics

髙橋（正）研究室

量子電子科学研究分野

山内研究室

YAMAUCHI Lab ／ Spectrochemistry

栗原研究室

ナノ界面化学研究分野

TAKAHASHI M. Lab ／ Quantum Electron Science

KURIHARA Lab ／ Nano-surface Chemistry

光学計測研究分野

表面物理プロセス研究分野

Optical Measurements

TAKAKUWA Lab ／ Surface Physics and Processing

野田研究室

構造材料物性研究分野

計測研究分野 （客員）NODA Lab ／ Structural Physics and Crystal Physics

寄附研究部門高桑研究室（GUEST）／ Measurements

窒化物結晶寄附研究分野

DONATED RESEARCH SECTION

サステナブル理工学研究センター
エネルギーデバイス化学研究分野

RESEARCH CENTER FOR SUSTAINABLE SCIENCE & ENGINEERING

本間研究室

環境適合素材プロセス研究分野

HONMA Lab ／ Chemistry of Energy Conversion Devices

固体イオニクス・デバイス研究分野

有山研究室

ARIYAMA Lab ／ Environmental-Conscious Material Processing

水崎研究室

金属資源循環システム研究分野

MIZUSAKI Lab ／ Solid State Ionic Devices

固体イオン物理研究分野

石黒研究室

ISHIGURO Lab ／ Production of Bulk Nitride-crystals

中村研究室

NAKAMURA Lab ／ Metallurgy and Recycling System for Metal Resources Circulation

河村研究室

KAWAMURA Lab ／ Solid State Ion Physics

先端計測開発センタ－

CENTER FOR ADVANCED MICROSCOPY AND SPECTROSCOPY

軟X線顕微計測研究分野 栁原研究室

電子線干渉計測研究分野

YANAGIHARA Lab ／ Soft X-ray Microscopy

SHINDO Lab ／ Electron Interference Measurement

寺内研究室

電子回折・分光計測研究分野

走査プローブ計測技術研究分野

TERAUCHI Lab ／ Electron -Crystallography and -Spectroscopy

高分子・ハイブリッド材料研究センター
高分子ハイブリッドナノ材料研究分野

宮下研究室
及川研究室

OIKAWA Lab ／ Organic and Hybridized Nanocrystals

ハイブリッド炭素ナノ材料研究分野

京谷研究室

KYOTANI Lab ／ Hybrid Carbon Nanomaterials

窒化物ナノ・エレクトロニクス材料研究センター
超臨界流体・反応研究分野

横山研究室

YOKOYAMA Lab ／ Chemical Reaction Engineering

活性反応場・合成研究分野

米田研究室

KOMEDA Lab ／ Advanced Scanning Probe Microscopy

POLYMER・HYBRID MATERIALS RESEARCH CENTERMIYASHITA Lab ／ Polymer Hybrid Nanomaterials

有機ハイブリッドナノ結晶材料研究分野

進藤研究室

山根研究室

YAMANE Lab ／ Solid State Structural and Synthetic Chemistry

ハイブリッド材料創製研究分野

芥川研究室

AKUTAGAWA Lab ／ Hybrid Material Fabrication

光機能材料化学研究分野

中川研究室

NAKAGAWA Lab ／ Photo-Functional Material Chemistry

自己組織化高分子材料研究分野

下村研究室

SHIMOMURA Lab ／ Organized Polymer Materials

CENTER FOR ADVANCED NITRIDE TECHNOLOGY

量子構造形成／基板・デバイス評価研究分野

秩父研究室

CHICHIBU Lab ／ Device Design and Engineering Physics

表界面反応制御・基板作製研究分野

福山研究室

FUKUYAMA Lab ／ High-temperature Processes and Measurements

5 l 6

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11.8.26 5:42:28 PM

物質・デバイス領域共同研究拠点による
５附置研究所間ネットワーク型共同研究事業の推進
PROMOTION OF NETWORK-TYPE COOPERATIVE RESEARCH AMONG 5 RESEARCH INSTITUTES BASED UPON THE JOINTRESEARCH CENTER OF MATERIALS AND DEVICES
北海道大学電子科学研究所、東北大学多元物質科学研究所、東京工業大学資源化学研究所、大阪大学産業科学研究所、九州大学先導物質
化学研究所は、産業科学研究所を中核拠点とし、北海道から九州まで日本列島を縦断する5研究所が参画する全国規模のネットワーク型による「物質・デバイス領域共同研究拠点」
を平成22年度に発足させました。
この事業は、
安心安全で持続可能な社会を構築するために不可欠な物質・
デバイス領域の学際的連携共同研究を開かれた公募型共同研究体制を構築して推進する【ネットワーク型共同研究拠点事業】および拠点を形成する附置研究所間で推進する【課題解決型アライアンスプロジェクト事業】から成り立っています。この２つの事業の概念を図に示します。
【ネットワーク型共同研究拠点事業】では、ナノシステム科学、物質創製開発、物質組織化学、ナノサイエンス・デバイス、物質機能化学の５つの 研究領域を研究所間ネットワークで結合した「物質・デバイス領域」の公募による共同研究システムを整備し、物質・デバイス領域で多様な先端的・学際的共同研究を推進することを目的とします。平成23年度には305件の共同研究がスタートし、さらに新たな試みとして、
トップダウン型重点研究課題の設定による特定共同研究の推進も企画されており、これは我が国の物質・デバイス研究の飛躍的推進を担う
核として有効に機能することが大いに期待されています。

ネットワーク型共同研究
国・公・私立大学

独立行政法人研究所

公募共同研究北から南まで各地域への貢献

公募共同研究

阪大産研

公募

ISIR

東北大多元研

北大電子研

IMRAM

RIES

拠点本部

（阪大産研）

共同研究推進

九大先導研

東工大資源研IMCE

CRL● ボトムアップ提案型

北大電子研● トップダウンテーマ型（ナノシステム科学）

物質・デバイス領域共同研究拠点
ナノシステム科学領域
物質創製開発領域
物質組織化学領域
ナノサイエンス・デバイス領域
物質機能化学領域

東北大多元研（物質創製開発）

東工大資源研（物質組織科学）

阪大産研

九大先導研

（ナノサイエンス・デバイス）（物質機能科学）

企業・地域

一方、
【課題解決型アライアンスプロジェクト事業】においては、文部科学省特別経費「大学の特性を生かした多様な学術研究機能の充実」
による「附置研究所間アライアンスによるナノとマクロをつなぐ物質・デバイス・システム創製戦略プロジェクト」（略称：ナノマクロ物質・デ
バイス・システム創製アライアンス）を５研究所間の連携プロジェクトとして推進しています。日本を北から南まで縦断する形で「人材・装置・場所のシェアリング」を特徴とし、21 世紀において安全安心で質の高い生活のできる社会の実現に要求される 4つの課題解決型プロジェクト
として、１）次世代エレクトロニクス、２）エネルギー材料・デバイス、３）医療材料・デバイス・システム、４）環境調和材料・デバイスを戦略的に設定し、各々の研究分野の格段の進展を図ることを目的としています。このように、５つの国立大学法人附置研究所が、各々の得意分野で相互に連携・ネットワークを組み相補的・協力的な体制を取る、という大掛かりな共同研究拠点およびアライアンス事業は他に類例がなく、
物質・
デバイス・システム創製基盤技術を格段に進展させ、安全安心で質の高い生活のできる社会実現へ大きく寄与することが期待されています。

課題解決型アライアンスプロジェクト事業
阪大産研『人材・装置・場所』のシェアリング

ISIR

ナノマクロ物質・デバイス・システム
創製アライアンス

東北大多元研

北大電子研

IMRAM

RIES

次世代エレクトロニクス
新エネルギー材料・デバイス
医療材料・デバイス・システム
環境調和材料・デバイス

アライアンスALLIANCE

人材育成
九大先導研

東工大資源研IMCE

CRL

国際頭脳循環の核世界をリードする成果
新学術分野の創製

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 7

11.8.26 5:42:34 PM

生命機能分子合成化学研究分野

生体高分子化学研究分野

生物分子機能計測研究分野

Synthesis of Organic Functional Molecules

Biopolymer Chemistry

Nano Biophysics

永次研究室

清水研究室

石島研究室

●ハイブリダイゼーション活性化反応による細胞内遺伝子機能制御方法の開発●ガ スのヘム鉄へ結合・解離が反応を制御する
ヘム結合 c‑di‑GMP 分解酵素の機能解析●生体分子の運動の 1 分子レベルでの計測● DNA を 鋳 型 と す る 反 応 を 利 用 し た 2 本 鎖
DNA 結合分子の新規検索法の開発●ヘ ム鉄の結合・解離が反応を制御する蛋白質の翻訳に関わるリン酸化酵素の機能解析● 2 本鎖 DNA 構造の制御を目指した分子モーターの合成●ヘ ム鉄の結合・解離が反応を制御する時計遺伝子転写に関わる転写制御因子の機能解析□D esign and synthesis of functional molecules forregulation of gene expression□D evelopment of functional oligonucleotides for
artificial regulation of gene expression●結 晶構造解析、分光学などを用いた分子シグ
ナル伝達の反応機構と活性部位構造の研究

NAGATSUGI Lab

生命機能制御物質化学研究分野
Functional Photochemistry and Chemical Biology

和田研究室
WADA Lab●外部刺激応答型人工核酸の開発●ガン細胞特異的遺伝子治療薬の開発●細胞内環境応答性生体機能制御材料の創成●外 部刺激応答性緑色蛍光タンパク質（GFP）の開発●生体高分子を不斉反応場とする超分子不斉反応●時 間分解円二色（CD）スペクトル測定装置の開発□D evelopment of external stimuli responsible arti‑
ficial nucleic acids□C reation of cellular signals responsible intelligent
functional biomaterials□N ew photochemical paradigm and methods forthe study of chemical biology□S upramolecular asymmetric photochirogenesis
with biopolymers and biomolecules as nano‑chiralreaction field/reactor

生命類似機能化学研究分野
Bioinspired Synthetic Chemistry

金原研究室
KINBARA Lab●有機合成化学と超分子化学に立脚した新機能
物質の開拓●生体分子の特性を利用した機能性材料の開発●物 理・化学的刺激により構造変化を起こす機
能性物質の開拓●有機常磁性種の生成と反応メカニズム●光機能材料のスピン光化学研究□D evelopment of Synthetic Molecular Machines□Development of Functional Molecules by Chemical
Modification of Biological Molecules□Chemical Biology□Spin Photochemistry

SHIMIZU Lab●遺伝子組換えにより創造する新規な機能を有する酵素・蛋白の生体工学（プロテインチッ
プ、生体材料）、及び環境科学への応用研究□S tructure‑function relationships of heme‑sensor
enzymes/proteins including heme ‑regulated
p h o s p h o die s te ra s e, h e m e ‑ reg ulate d kina s e,heme‑regulated transcription factor and hemetransporter protein□C rystallography, recombinant DNA techniqueand spectroscopies are used to analyze theirfunctions□T he application of redesigned heme enzyme/
protein with novel functions to bio../material, bio‑
medical and bioremedial fields

タンパク機能解析研究分野
Structural Biology and Bioinorganic Chemistry

齋藤（正）研究室
IKEDA-SAITO Lab●細 胞内のヘムを分解し、同時に生体内信号としての役割が注目されている一酸化炭素を生成する酵素、ヘムオキシゲナーゼの反応機構の研究

ISHIJIMA Lab●光学顕微鏡を基本とした新世代ナノ計測シス
テムの開発●カーボンナノチューブなどの新素材の生体分子計測への応用□M easurement of movement of bio molecules atthe single molecule level□D evelopments of nano measurement system
based on optical microscope□A pplication of carbon nano tube to bio‑nano‑measurement systems

生命分子ダイナミクス研究分野
Biological and Molecular Dynamics

髙橋（聡）研究室
TAKAHASHI S. Lab●新しい一分子観察法の開発●一分子時系列データを基にした蛋白質の運動特性の解明●時分割 X 線小角散乱法を用いた蛋白質ダイナ
ミクスの観測□D evelopment of the single molecule fluorescencetracking and the time‑resolved small angle X‑ray
scattering for the observation of protein dynam‑
ics□ O bservation of protein folding and functional
dynamics based on the single molecule and theensemble methods□D evelopment of theoretical background for theunderstanding of protein folding and functions
based on the single‑molecule time series●脳の中枢神経系において速い興奮性の信号伝達を行うイオンチャンネル型グルタミン酸受容体の機能−構造相関の研究●ヘ ムのレセプターやトランスポーター、酸素感受性タンパク質等の新しいヘムタンパク質のクローニング、発現系の構築、および構造解析□D etermination of the molecular mechanism of theheme oxygenase catalysis which is the central
enzyme of oxygen‑dependent heme catabolism
and associated CO biosynthesis□E lucidation of the control mechanism of the en‑zyme action of soluble guanylate cyclase that is
responsible for synthesis of a celluar messenger,
cGMP□Biochemical and biophysical characterization of a
new type of heme proteins including heme‑
receptor and heme‑transporter in bacterial
iron utilization, and a heme protein responsible
for the oxygen dependent erythropoietin gene
expression

有機・生命科学
研究部門
DIVISION OF ORGANIC- AND BIO‑MATERIALS RESEARCH
一分子可視化、細胞内イメージング、構造解析を駆使した生命機能解明、ならびにそれらの機能情報と合成化学手法を融合したドラッグデリバリーシステム構築や、遺伝子診断デバイス開発などを行います。更に生命機能と材料科学を融合したバイオミメティックス材料創製など、生命機能解明と物質合成を有機的に結びつけることにより、世界をリードする材料・デバイス創製をも目指しています。
Research activities of our division include design and synthesis of novel molecules for controlling biomolecular and cellularfunction, development of single molecular methods for elucidation of mechanism of biologically relevant macromolecules,
and biochemical and biophysical studies for understanding enzyme mechanisms of physiological significance.

多元本文_責2.indd 8

11.9.21 11:10:04 AM

Synthesis of Organic Functional
Molecules

NAGATSUGI
Lab

永次

史 教 授

萩原

伸也 助 教Shinya HAGIHARA, Assistant Professor

松本

高利 助 教Takatoshi MATSUMOTO, Assistant Professor

佐々木

要 助 教

Fumi NAGATSUGI, Professor

Kaname SASAKI, Assistant Professor

専門分野・キーワード

遺伝子発現制御／機能性人工核酸／クロスリンク剤／機能性 RNA
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
control of the gene expression ／ intelligent artificial nucleic acid ／ cross-linking
agents ／ non-coding RNA
生命機能分子合成化学研究分野

永次研究室

nagatugi@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=37

遺伝子発現の化学的制御を目指したケミカルバイオロジー
ゲノム 解 析 の 終了にともない、実 際 に設計・合成し、既存の分子ではできない新たにも成功しており、現在、これらの分子のさタンパク質として発現される遺伝子はわずな機能を持つ人工分子を開発することを目らなる高機能化、及び新規人工分子の開発

か２％のみであり、残りの 98 %はタンパ

標に研究を行っています。既に私たちの研究について検討を行っています。

ク質をコードしていない、いわゆる non-

室では高機能を持つ核酸医薬とし

codingRNA(ncRNA) として生体機能の維持て、標的遺伝子に対してピンポイン

調節に極めて重要な働きをしていることが明トの反応性で架橋反応を形成する

らかとなってきています。これらの遺伝子発インテリジェント人工核酸の開発に

現制御機構における破たんは、様々な疾患

成功し、効率的な遺伝子発現制御の原因になることもわかってきており、新たな創薬標的としての期待も高まっています。私たちの研究室では、細胞内において遺伝子発現をコ
ントロールする機能性分子を独自にDevelopment of intelligent molecules for the regulation ofgene expression in cells
Our research activities havefocused on the creation of func-cificity toward cytosine at the

expanded to “In Cell Chemistry”

target site.

in future.

We have applied

tional molecules that exhibit spe-the new cross-link-cific recognition and reaction to

ing agent to anti-

the DNA and RNA. The func-

sense inhibition oftional oligonucleotides incorpo-

gene expression

rating such intelligent agentsin cell.

would enable chemical modu-

study about higher

lation of gene expression withfunctional intelli-high sequence-selectivity at agent molecules for

single nucleoside level. Recent

regulation of geneprogress in our group includes

expression.

achievement of highly efficient

expect that ourcross-linking reaction with spe-

research can be

Now, weWe

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 9

11.8.26 5:42:51 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

Takehiko WADA, Professor

荒木保幸 助 教Yasuyuki ARAKI, Assistant Professor

坂本

清志 助 教Seiji SAKAMOTO, Assistant Professor

DIVISION OF ORGANIC- AND BIO-MATERIALS RESEARCH

健彦 教 授Functional Photochemistry
and Chemical Biology

WADA
Lab

専門分野・キーワード

生命化学／遺伝子治療／外部刺激応答型機能分子／構造変化高感度高時間分解能検出
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
biomolecular chemistry ／ gene therapeutic oligonucleotide ／ external function controllable material ／ CD measurement system with high sensitivity and high time resolution
hiko@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/wada/index-j.html

有機・生命科学研究部門

和田

生命機能制御物質化学研究分野

和田研究室

生命機能の外部刺激制御法の開発と構造 －機能相関の高時空間分解検出－
当 研 究 室では、DNA や RNA などの 核発、さらにはタンパク質などを不斉反応場と物理化学、そして生命化学分野まで幅広い

酸、そしてタンパク質など生体高分子の、次する超分子不斉光化学などを有機化学から研究を展開しています。

世代インテリジェント型ナノバイオ機能材料への応用を目指し、論理的設計・合成・機能
物性の物理化学的手法を活用した評価を中心に研究を行っています。例えば、がん細胞特有の細胞情報に応答し、正常細胞には副作用を発現しないがん細胞特異的遺伝子治療薬の創製や、細胞内で標的酵素活性を
in situ で蛍光検出を可能とする分割型緑色タンパク質（GFP）の開発、リボスイッチなど
ダイナミックな高次構造変化を観測可能な
時間分解円二色性スペクトル測定装置の開Design and synthesis of artificial nucleic acid and non-naturalprotein for active control of cellular function and development of CD
measurement system with high sensitive & high time resolution
A chemical synthesis and modifi-

such as DNA/RNA, proteins by

cation of DNA/RNA and protein isexternal factors, toward the ac-

are pursuing mechanistic and syn-the fundamental technology andtive control of cellular functions.

thetic studies on asymmetric pho-science that has led the molecular

Another topic reaction control

tochemistry with supramolecularbiology revolution. Hence, a chem-

based on molecular recognition

biopolymers as chiral reaction

istry of DNA/RNA and protein notphenomena in both ground andfields.

electronically excited states; weonly in vitro but also in vivo expects to open new generational
stage of bioorganic chemistry andmolecular biology. Thus, focusing
our research interest mostly on
the recognition and complexation
behavior control of biopolymers,

9 l 10

多元本文_一六.indd 10

11.8.26 5:43:08 PM

Bioinspired Synthetic Chemistry

KINBARA
Lab

金原

数 教 授

秋山

公男 准教授Kimio AKIYAMA, Associate Professor

村岡

貴博 助 教Takahiro MURAOKA, Assistant Professor

宇井美穂子 助 教

Kazushi KINBARA, Professor

Mihoko UI, Assistant Professor

専門分野・キーワード

有機化学／バイオミメティック化学／超分子化学／タンパク質工学
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
organic chemistry ／ biomimetic chemistry ／ supramolecular chemistry ／ protein
engineering
生命類似機能化学研究分野

金原研究室

kinbara@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=11

生体分子にヒントを得た新しい機能性物質の開拓
生物の体は様々な機能を有する生体分子物質の設計と合成に挑戦しています。一方、から成り立っており、我々が機能性有機物質

別のアプローチとして生体分子の化学修飾を作る上で様々なヒントを与えます。例えば、により、生体分子と刺激に応答して機械的な動きを起こす生体

人工分子の利点を取分子機械は、物理的な運動を通じて物質合り入れたユニークな

成、物質輸送、シグナル伝達などさまざまな機能を有する分子の機能を発揮しており、有機分子が持つことの合成にも力を注いでできる機能の一つの究極的な姿を示していいます。また、機 能ます。当研究室では、有機合成化学的な手性分子の物性に着目法を武器として、このような生体分子の機能した研 究として、光とその発現メカニズムに着目し、これまでに機能材料のスピン光

無いような新しい機能を有する新物質、ある化学に関する研究もいはその機能を自由自在に制御できる人工行っています。

Development of functional molecules inspiredby biological systems
We focus on the development

usual synthetic molecules. Ourof synthetic molecules that are

research activities also include

able to mimic or control the func-

spin chemistry oftions of biological molecules.

photofunctional

Our research interests covermaterials.

supramolecular chemistry, biomimetic chemistry, and chemical
biology. We also have interests
in integrating the functions ofsynthetic molecules and biomacromolecules through theirchemical modifications to fabricate unique functional materials, which are not accessible by

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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11.8.26 5:43:22 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

教

授

Toru SHIMIZU, Professor

DIVISION OF ORGANIC- AND BIO-MATERIALS RESEARCH

透

Biopolymer Chemistry

SHIMIZU
Lab
専門分野・キーワード

ヘム基盤ガスセンサー／環状リン酸分解酵素／蛋白質リン酸化／時計遺伝子
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
heme-based gas-sensor ／ phosphodiesterase ／ protein kinase ／ body clock geneshimizu@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=36

有機・生命科学研究部門

清水

生体高分子化学研究分野

清水研究室

ヘム基盤ガスセンサータンパク質の構造—機能相関関係
当分野では、ヘム基盤ガスセンサータン

応分子機構を解析し、構造との相関関係をおけるヘムの役割を解析し、ヘムによる機パク質の構造と機能の関係を研究していま調べています。蛋白質工学、反応解析、ス

能制御の分子的機構を考察します。新規酵

す。研究対象は、[1] ヘム鉄に酸素、CO,

ペクトル解析、結晶化、及び立体構造解析

素・蛋白質のバイオセンサーや生体類似材

NO などのガスが結合して反応を制御するなどを駆使して、それぞれの蛋白質の機能に料としての応用も考えています。

ヘ ム 制 御 c-di-GMP 分 解 酵 素 Ec DOS、
[2] 蛋白質の合成の制御に関わるヘム制御
リン酸化酵素 HRI、[3] 時計遺伝子の転写に関わるヘム結合転写制御因子 NPAS2 及Fig. 1: Gas-sensing of Ec DOS
Gas binding to the heme in the sensor domain of Ec DOS causes structural changes, leading to
intramolecular signal transduction and its function is switched on/off in response to gas availability.

び Period などです。これらはヘムにガスが結合して機能が発揮されます。本研究室では、これらのヘムタンパク質のクローニング、
大量発現系の構築、部位特異的アミノ酸変異、及び精製を行い、それらの蛋白質の反Structure-function relationships of heme-based
gas-sensor proteins
In an attempt to understand theare switched on/off in response to

useful for biomaterials, biomedical

structure-function relationships ofgas (O ², CO, NO) availability. Ourand bioremedial applications.

[1]: Heme-regulated phosphodi-

and enzymes and construct modi-

esterase toward c-di-GMP, Ec

fier versions with novel functions

Fig. 3: Heme transfer in transcription.
Heme transfer from NPAS2 to Per2 regulates
transcription associated with circadian rhythms.

heme-based gas-sensor proteins,

goal is to redesign the proteins

DOS, [2]: Heme-regulated kinase
involved in protein synthesis, HRI,
and [3]: Heme-bound transcriptional factor associated with circadian rhythms, NPAS2, and Period,
we are using genetic and protein
engineering techniques, spectroscopies, and X-ray crystallography.
Functions of those heme proteinsFig. 2: Heme-sensing of HRI.
Heme inhibits the HRI activity under normal conditions
by blocking the active site (upper). However, underheme shortage conditions, heme dissociates from theactive site and its kinase function is elicited (lower).

11 l 12

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11.8.26 5:43:40 PM

Structural Biology
and Bioinorganic Chemistry

IKEDA-SAITO
Lab

齋藤正男 教 授

Masao IKEDA-SAITO, Professor

松井

敏高 講 師

Toshitaka MATSUI, Senior Assistant Professor

専門分野・キーワード

生物無機化学／構造生物学／金属タンパク質／ヘムタンパク質
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
bioinorganic chemistry ／ structural biology ／ chemical biology ／ heme enzymes ／metalloproteins
タンパク機能解析研究分野

齋藤（正）研究室

mis2@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=61

蛋白質の構造―機能相関の原子レベルでの解明
タンパク質は生体内反応の主な担い手でンパク質構造が得られ、これらの構造に基あり、生命活動の維持に重要な役割を果た

づいたタンパク質機能の解明や、新たな薬しています。タンパク質はその目的に最適な剤の開発に取り組んでい構造を有し、高度に洗練されたメカニズムにます。また、反 応メカニ

よって生理機能を発現します。私たちは、タズムの解明により様々なンパク質の生理的重要性と化学的特殊性

生理現象の詳細が明らかに注目し、Ｘ線結晶構造解析・精密反応解となり、新たな生体内反析・分光測定などの手法を駆使して、「タン応の発見にも繋がっていパク質の反応と構造」の解明を目指していまます。 さらに、これらのす。現在の主な研究ターゲットは「ヘム分解研究から得られた生理学

酵素」や「グルタミン酸受容体」などの、近年的な知見を実証するため注目を集めている重要なタンパク質です。結に、動物細胞を用いた研晶構造解析からは、原子レベル分解能のタ究も進めています。

Crystals of heme oxygenase(inset) and the electron density maps and the structure
model of the active site.

Structural biological chemistry of proteinsof physiological significanceOur research endeavor focuses

discover new biochemical reac-on elucidation of structure–func-

tions and design novel reagentstion relationships of proteinsfor our targetof physiological significance,

proteins withsuch as heme oxygenase andrational strat-

glutamate receptor, at the sub-egy derived

molecular level by utilizing thefrom our pro-power of advanced biochemi-tein structure

cal and biophysical techniques,

and reaction

including protein engineering,mechanismproduct and reaction analysis,

investiga-

vibrational and magnetic reso-

tions.

Heme oxygenase reaction
products in the presence (rightand center) and absence of aphysiological small molecule.

nance spectroscopy, and X-ray
crystallography. We also aim to

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 13

11.8.26 5:43:53 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

Akihiko ISHIJIMA, Professor

井上裕一 助 教Yuichi INOUE, Assistant Professor

福岡

創 助 教

DIVISION OF ORGANIC- AND BIO-MATERIALS RESEARCH

秋彦 教 授Nano Biophysics

ISHIJIMALab

Hajime FUKUOKA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

アクトミオシン／バクテリア／べん毛モーター／走化性
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
actomyosin ／ bacteria ／ flagellar motor ／ chemotaxis
ishijima@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=32

有機・生命科学研究部門

石島

生物分子機能計測研究分野

石島研究室

光学顕微鏡による，生体分子の機能の1分子レベルでの解明
生体内においては、ナノスケールの生体分子が運動、情報伝達などの様々な機能を担っています。しかし、この動作原理はまだ
まだよくわかっていません。研究室ではこの
ナノスケールの生体分子の動作原理を解明するために、
ナノメートル、
ピコニュートンオー
ダーで生体分子の運動を生きたまま計測する、１分子計測、１分子イメージング装置の開発を行っています。これらの計測装置を用いて、アクトミオシンモーター、バクテリアべん毛モーターなどの運動タンパクの動作原理、情報伝達機構の解明を目指しています。

アクトミオシンモー
ター。レールタンパク
であるアクチンフィ
ラメントとミオシン
分子が相互作用し、一方向へ運動する。
Actomyosin motor.
Myosin moleculesinteract with actin
filament that is arail protein, andgenerate directedmotion.

Elucidation of mechanism of bio molecule at single molecule
level by using optical microscope.
In biological system, macro-

bio molecules at nanometer, pi-on, by novel equipments being

molecules in the nanometer

coNewton scale. Our goal is todeveloping in my laboratory.

scale are key players in various

determine the mechanism of bio

physiological functions, includ-

molecules, for example, actomy-

ing movement and signal trans-

osin motor, bacteria flagellar mo-

duction. However, these mecha-

tor, signal transduction, and so

nisms were not understood wellstill. In my laboratory, in orderto understand fundamental principle of mechanism of bio molecules, we are developing single
molecule measurements and imaging systems that are capable
to measure the movements of

走化性応答システム

Chemotaxis system

バクテリアべん毛モーター、膜に組み込まれた回転モーターがイオンの流れを使って、回転運動を行う。
Bacterial flagellar motor. Rotary motor embedded in membrane rotates using flow of ions.

13 l 14

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11.8.26 5:44:14 PM

Biologicaland Molecular Dynamics

TAKAHASHI S.
Lab

髙橋

聡 教 授

Satoshi TAKAHASHI, Professor

佐上

博 准教授

Hiroshi SAGAMI, Associate Professor

鎌形

清人 助 教Kiyoto KAMAGATA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

タンパク質のフォールディング／一分子蛍光観察／ダイナミクス
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
protein folding ／ single molecule fluorescence detection ／ dynamics
st@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=34

生命分子ダイナミクス研究分野

髙橋（聡）研究室

一分子観察によるタンパク質のフォールディングと機能の解明
タンパク質は二十種類のアミノ酸が特定のために、独自の一分子蛍光追跡法を開発を開発し、蛋白質の動的な特徴を捉える基の配列でつながった高分子であり、アミノ

しています。第二に、タンパク質がさまざま盤を構築します。

酸配列を基に特定の構造に折り畳むことでな機能を発現する過機能を発揮します。タンパク質が折り畳む程を、リアルタイムで性質は生命を支える重要性を持つが、この観察します。

性質を理解することは未だに困難です。こ

以上の目的のためのために、タンパク質の構造や機能の予測に、タンパク質のバや人工設計は、現状では大変困難です。

ルクレベル及び一分

当分野では「タンパク質が折り畳んで機能子レベルにおける運する」ことの総合的な理解を目指し、以下の動データを解 析する研究を展開します。第一に、タンパク質が方法が必 要です。当

ひも状にゆらいだ状態から特定の形に折り分 野では、実験デー

畳む運動を、一分子レベルで捉えます。こ

タに即した解 析手法Single molecule and ensemble observation
on protein folding and functional dynamics
Proteins fold from the fully

functions, we aim at observing

gle molecule and time resolved

unfolded state to the functional

the functional processes suchmethods, we are developing new

native state based on the infor-

as the protein-ligand recognition

strategies of data analysis.

mation coded in the amino acidprocess. To fully exploit the in-sequences.

formation obtained by the sin-

To understandthe physical principles of protein folding, we aim at observing the dynamic processes ofprotein folding based on theoriginal techniques such as
time-resolved small angle X-ray
scattering and single molecule
fluorescence tracking.

Fur-

thermore, to understand protein

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_責3.indd 15

11.9.21 1:55:16 PM

高純度材料研究分野

環境無機材料化学研究分野

無機材料創製プロセス研究分野

High Purity Materials

Environmental Inorganic Materials Chemistry

Design of Advanced Inorganic Materials

一色研究室

佐藤
（次）
研究室

垣花研究室

●イ オン交換、プラズマ溶解、帯溶融など化学的・物理的精製方法を組み合わせた高純度金
属製造プロセスの開発、および高純度金属の特性評価●分子線エピタキシー法、イオンビームデポジッ
ション法等による高品位な高純度金属薄膜作製法の開発、およびその特性評価●ブ リッジマン法、気相成長法等による高品位
な化合物半導体単結晶の作製、およびその特性制御●分子線エピタキシー法等による高品位な化合物半導体薄膜の作製、およびその特性制御●高純度金属および薄膜の表面酸化と表面安定化●ソルボサーマル反応によるセラミックス微結晶・薄膜の合成と特性評価●層状化合物の２次元空間を利用するナノ複合体の合成と光化学特性●可視光反応型光触媒の創製と環境浄化●セラミックス / 金属ナノ複合体の合成と環境浄化機能●誘電体の高強度高靭性化及びバリア放電プラ
ズマ反応による環境浄化●セラミックスナノ粒子の形態制御と紫外線遮蔽・赤外線遮蔽・発光特性●窒化物系 LED 用蛍光体の合成と光学応用●水溶液化学に立脚したグリーンプロセスの開拓●機能性金属錯体のケミカルデザイン●フォトセラミックスの形態制御技術の開発●パラレル合成スキームによる光機能性物質探索●ノンオキサイド系フォトセラミックスの開発●溶液法による高活性水分解光触媒の合成●回折法と分光法による無機材料の平均構造と局所構造の解析ISSHIKI Lab□Purification of transition metals by various chemi‑
cal and physical refining methods and characteri‑zation of high purity metals□C haracterization of high‑quality metal thin films,
prepared by MBE and Ion Beam Deposition□B ulk growth and characterization of high‑quality
II‑IV compound single crystals□G rowth and characterization of high‑quality II‑IV
compound epitaxial layers□S urface oxidation and surface stabilization ofhigh‑purity metals

金属機能設計研究分野
Metallurgical Design for Material Functions

蔡研究室
TSAI Lab●準結晶の創製とその構造および物性●準結晶の構造安定化機構に対する第一原理計算●準結晶強化 Mg 合金の開発●準結晶を用いた新規触媒の開発および準結晶の表面科学●合金および複合酸化物の微細組織制御による触媒設計●金属の電子構造に基づく触媒機能制御□Fabrication of quasicrystals and investigation of
their structures and physical properties□T heoretical studies on quasiperiodic tilings formodeling icosahedral and decagonal quasicrys‑tals□D eveloping quasicrystalline catalysts and qua‑sicrystal‑reinforced Mg alloy□D eveloping new processes for preparation of al‑loy catalysts in terms of metallurgy□D esigning catalysts by controlling electronic
structures and microstructures of alloys

SATO T. Lab□S olvothermal synthesis and characterization ofceramic fine crystals and/or films□S ynthesis and photochemical properties of lay‑ered compound nanocomposites□D evelopment of advanced visible light responsive
photocatalysts for environmental purification□S ynthesis of ceramic/metal nanocomposites andenvironmetal purification functions□S trengthening and toughening of dielectric ce‑
ramic materials and their application on the bar‑rier discharge plasma reaction for environmental
purification□M orphological control of ceramics nanoparticles
and the UV‑shielding, IR‑shielding and emissionof light characteristics□S ynthesis of nitride based phosphors and theirapplication on Light‑Emitting Diodes(LEDs)

機能材料微細制御研究分野
Microstructural Control of Functional Materials

鈴木研究室
SUZUKI Lab●機 能性合金の微視的組成・構造不均一性の評
価と制御●液相中における複雑金属酸化物の構造と形態の制御●エネルギー変換用イオン伝導体の原子レベル
構造評価●金 属・合金ナノ粒子の合成過程の解明と構造制御●持続可能な社会に向けた物質の存在状態の制御□Local chemical analysis of advanced materials by
several surface analytical methods□C haracterization and control of the local struc‑ture of various iron oxides□Preparation of high‑performance iron‑based ma‑
terials by controlling local deformation□D evelopment of high‑quality metallic alloys andcomposites by controlling microscopic chemicalcomposition□R esearch on materials for sustainable resource
and clean energy

KAKIHANA Lab□Development of ''green'' processes based on solution chemistry□C hemical design of new metal complexes□M orphology control of photoceramics□S earch for new phosphor materials employing
parallel synthesis□Development of non‑oxide photoceramic materials□S ynthesis of high activity photocatalysts bysolution‑based methods□Analysis of materials average and local structuresby diffraction and spectroscopic methods

強相関固体物性研究分野
Correlated-electron Solid-state Physics

（兼）
有馬研究室
ARIMA Lab(C)●磁性誘電体の物質設計と物性研究●強相関電子系における電子の規則的配列や軌
道占有の交替現象の研究●磁場誘起相転移現象に起因する巨大磁気応答の研究●反転対称の破れた磁性体における新しいタイプの磁気光学の研究□M aterial design of magnetoelectrics□C ontrol of charge/orbital ordering in strongly-cor‑
related electron systems□Novel magneto-optic in non-centrosymmetric magnets□Observation of interface magnetism by using x-ray or laser

ナノスケール磁気デバイス研究分野
Nanoscale Magnetism and Devices

北上研究室
KITAKAMI Lab●ナノサイズ粒子の結晶相安定性●超高感度磁化検出技術開発●プローブ顕微鏡によるナノ加工技術●単一磁性ナノ粒子の物性・スピンダイナミクス●巨大磁気異方性材料の設計・開発●新規超高密度メモリー技術の提案・開発□S ize effect on crystal phase of nanomagnets□Development of highly sensitive magnetic detection method□Nanostructuring technique using scanning probe microscope□Physical properties & spin dynamics of single nanomagnet□D esigning & development of new materials with giant
magnetic anisotropy□D evelopment of new technology for ultra high density
memory devices

無機材料研究部門
DIVISION OF INORGANIC MATERIAL RESEARCH
無機材料研究部門は、高純度材料研究分野、金属機能設計研究分野、環境無機材料化学研究分野、機能材料微細制御研究分野、無機材料創製プロ
セス研究分野、強相関固体物性研究分野、ナノスケール磁気デバイス研究分野で構成されています。各研究分野では、無機系物質・材料の高機能化や特性制御、デバイス化、機能発現機構の解明等に関する研究を行っています。
Division of Inorganic Material Research consists of laboratories of high purity materials, metallurgical design for material
functions, environmental inorganic materials chemistry, microstructural control of functional materials, design of advanced
inorganic materials, correlated-electron solid-state physics, nanoscale magnetism and devices.

多元本文_責.indd 16

11.9.20 6:00:09 PM

High Purity Materials

ISSHIKI
Lab

一色

実 教 授

三村

耕司 准教授Kouji MIMURA, Associate Professor

打越雅仁 助 教Masahito UCHIKOSHI, Assistant Professor

Minoru ISSHIKI, Professor

専門分野・キーワード

高純度金属／高純度精製法／高品位物質の特性評価／化合物半導体単結晶
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
high purity metals ／ chemical and physical refining methods ／ characterization of highpurity materials ／ compound semiconductor single crystals
高純度材料研究分野

isshiki@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=24

一色研究室

高純度材料の創製とその特性評価
先端材料に不可欠な金属や化合物半導の構築を図っています。これまでに Fe, Co,

後者ではイオンビームデポジション法等を体等を対象に、新規な高純度化プロセスを

Cu, Ni, Zn, Mn, Hf, Zr, Mo, La の高純度

用 い、高 品 位 単 結 晶 (ZnSe, ZnO, PbI₂,

開発し、高純度素材・単結晶・薄膜の作製化を手掛け、世界最高純度の Fe, Co, Cu

β-FeSi₂等 ) や高品位薄膜（Hf, Zr, HfO₂等）とその純度評価及び特性制御を図り、種々を得ています。

を作製後、光学的・電気的特性から高品位の特性に及ぼす微量不純物や欠陥の効果

化合物半導体単結晶及び金属・酸化物

化の重要性を検証しています。

薄 膜に関しては、高 純 度 原 料を用い、前に関する研究を展開しています。
金属の高純度精製では、目的金属の性者では化学気相輸送法やブリッジマン法、質を考慮し、化学的・物理的
精製法（イオン交換法、水素プ
ラズマ溶解法、帯溶融法、昇華法など）を適宜組み合わせ、全ての不純物を効率的に分離除去できる高純度化プロセス

酸素分圧制御＊化学気相成長法による高品位 ZnO 単結晶

陰イオン交換法による Mo と W の分離

Preparation and characterization of high purity materials
for advanced devices
Demands for high purity materials

sublimation etc.) have been appliedbeen fabricated by “chemical vapor

have grown in advanced technology

and we have purified successfullytransport method” and “ion beam

fields. In our division, novel proc-

many transition metals.

deposition method”, respectively,

esses to prepare high-purity metals,

High quality compound single crys-using the high purity starting mate-high quality compound semiconduc-tals and high quality thin films haverials.

High purity Fe (>99.9998 mass% ), the highest levelin the world, refined by a novel purification method

Melting and refining of the melted metal byhydrogen plasma arc

tor single crystals and high quality
metal thin films have been developed
and the influences of impurities anddefects on their various properties
are examined.
For purification of metals, combination of chemical and physical refining
methods (ion exchange, hydrogenplasma arc melting, zone melting and

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 17

11.8.26 5:44:48 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

蔡

安邦 教 授

亀岡

聡 准教授

藤田

伸尚 助 教An-Pang TSAI, Professor
Satoshi KAMEOKA, Associate Professor
Nobuhisa FUJITA, Assistant Professor

Metallurgical Designfor Material Functions

TSAI
Lab

専門分野・キーワード

準結晶／合金触媒／電子構造／組織制御
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
quasicrystal ／ alloy catalyst ／ electronic structure ／ microstructure control
aptsai@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=26

金属機能設計研究分野

蔡研究室

タイプの金属系触媒材料の開発も行っていま間の非固溶効果を利用した新規触媒の調製、とした基礎研究および材料開発を行っています。例えば、１．
）枯渇が危惧される貴金属資および金属間化合物を前駆物質としたポーラす。準結晶は結晶やアモルファスとは異なる源の代替を目指し、価電子帯構造制御によるス金属触媒の調製等が挙げられます。

新しい構造物質であり、準周期性に由来する

新しい合金触媒の設計を進め、興味深い性質が期待されます。我々は、新し

卑金属合金による貴金属触媒

い準結晶合金の合成、単準結晶の育成、準機能の創出を試みています。ま

結晶の構造解析およびその構造数理、準結た、２．
）組織制御した合金に晶の表面科学などを含む基礎研究と、準結晶リーチングもしくは酸化—還元を前駆物質とする新規触媒や準結晶分散にを施し “ 自己ナノ組織化 ” を促よる高強度 Mg 合金などの材料開発を並行しすことで触媒機能の向上を図て進めています。

るという、新しい合金触媒調

一方、我々は金属の電子構造および微細組

製プロセスの開発を行っていま織の制御といった金属学的手法による新しいす。具体的成功例として、金属DIVISION OF INORGANIC MATERIAL RESEARCH

当研究室では準結晶合金と合金触媒を主

無機材料研究部門

準結晶物質の創製と新しいコンセプトに基づく金属の触媒機能設計

Fabrication of quasicrystals
and designing new metallic catalysts in terms of metallurgy
The research of the labora-

studies, and surface studies. In the2.) tailoring nanoarchtectures

tory is focused on quasicrystals

application part, quasicrystal-rein-

through self-organization proc-

and alloy design for catalysis byforced high-strength magnesium

esses generated by leaching orcontrolling electronic structure

alloys and quasicrystalline cata-

redox treatments for developing

and microstructure. Quasicrys-

lysts are being developed.

new processes for preparing alloytals are a new form of solid withOn the other hand, we propose acatalysts.

quasiperiodicity and symmetries

new paradigm for cata-forbidden in crystallography, andlyst design in terms ofare expected to show unusual

metallurgy: 1.) control

properties. The fundamental partof electronic structureof our studies range over different

by alloying to adjust

aspects of quasicrystals, including

the catalytic function,

search for new quasicrystal alloys,

aiming at replacement

structural analysis, mathematicalof precious metals,

17 l 18

多元本文_一六.indd 18

11.8.26 5:45:06 PM

Environmental Inorganic Materials
Chemistry

SATO T.
Lab佐藤次雄 教 授

殷

澍 准教授

末廣

隆之 助 教Tsugio SATO, Professor
Shu YIN, Associate Professor
Takayuki SUEHIRO, Assistant Professor

専門分野・キーワード

環境調和無機材料／ソフトケミカルプロセス／セラミックスの形態制御／光化学機能
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
environmental harmony inorganic materials ／ soft chemical process ／ morphologicalcontrol of ceramics ／ photochemical properties
環境無機材料化学研究分野

佐藤（次）研究室

tsusato@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=45

ソルボサーマル反応によるセラミックスのパノスコピック形態制御
セラミックスのミクロ・メソ・マクロ構造

持に貢献する機能性セラミックス材料の創

5. 非鉛圧電材料の開発の階層的（パノスコピック）制御による機能

製・機能性高度発現に関する研究を展開し

6. 白色 LED 用酸窒化物蛍光材料の開発

性の高度発現について研究を行っています。

ています。

7.バイオイメージング用ナノ粒子蛍光材料

材料合成には主に、高温水や非水溶媒を1.可視光応答性光触媒の合成と環境浄化利用するソルボサーマル反応等の溶液化学

の開発

機能

反応を用い、温和な反応条件でセラミック

2. 無機紫外線遮蔽剤の開発

スの形態・結晶化度の精密制御を行い、環3. 無機赤外線（熱線）遮蔽材料の開発

境調和・エネルギーの高効率利用・健康維

4. 自動車排ガス浄化触媒の開発

Panoscopic assembling of advanced ceramic materials
by solvothermal reaction
The panoscopic control of thefunctional ceramic materials.

mico-, meso- and macro-struc-

1.S ynthesis and environmental

tures and characterization of ce-clean-up performance of visible

ramic materials are investigated inlight responsive photocatalysts

order to improve the functionality

2.Development of inorganic UV-of ceramic materials related withenergy, environment and humanhealth.

shielding materials
3.Development of inorganic IRshielding materials and trans-

Environmentally friendly solution

parent electric conductors

reactions such as solvothermal

4.Development of automobile efflu-

reactions using elevated tem-ent gas purification catalysts

perature water and nonaqueous

5.Development of lead-free piezo-

solvents are mainly used as reaction media for the synthesis ofelectric materials
6.Development of nitride based

phosphors for white LED application
7.S ynthesis of phosphor nanoparticles for bio-imaging application

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 19

11.8.26 5:45:20 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

鈴木

茂 教 授

篠田

弘造 准教授Kozo SHINODA, Associate Professor

藤枝

俊 助 教

Shun FUJIEDA, Assistant Professor

Shigeru SUZUKI, Professor

Microstructural Control
of Functional Materials

SUZUKILab

専門分野・キーワード

機能性材料／合金／酸化物／環境物質
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
functional materials ／ alloys ／ oxides ／ environmental materials
ssuzuki@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=33

機能材料微細制御研究分野

鈴木研究室

DIVISION OF INORGANIC MATERIAL RESEARCH

優れた特性をもつ金属等の無機系の物質

形状記憶合金のミクロ組織の例を示しておや材料の開発においては、微視的な化学組

り、一部領域（右図の青色部）で fcc 構造か成や構造の評価や制御が重要です。当研究ら hcp 構 造 (Fig.2はその方 位 関 係 ) への室では、X 線、電子、イオンなどの様々な手変態が起こっていることを示しています。引法を用いて、それらの材料の微視的組成や張方向に対する方位（TD）が特定の結晶粒構造を解析するとともに、それに基づき特において変態が起こりやすくなっていること性を向上させるためのプロセス等の設計指がわかります。

無機材料研究部門

機能性合金・酸化物の微視的評価と制御針について検討しています。主な課題として
は、液相法による金属・合金や酸化物による微粒子の合成と構造・特性制御、成分やプロセスを制御して作製した機能性多結晶
合金の微視的構造の解析や制御などがあります。Fig.1は、塑性変形した鉄系の多結晶

Microstructural characterization and control offunctional alloys and oxides
Microstructural characteriza-

subjects are characterizationtransformation preferentiallytion and control are importantand control of the structure ofoccurs in grains with specificin development of advanced al-various metal particles and ironorientation.

loys and oxides having superior

oxides using advanced

properties. In this laboratory,

methods, and control ofvarious analytical methods us-

microstructure and tex-

ing photons, electrons and ionsture in novel alloys. Fig.1

are applied for characterizing

shows a microstructure of

the microscopic chemical com-

a deformed shape memory

position and structure of thesealloy, in which a part (bluematerials. Processes for improv-

color) of the fcc structure

ing performances of the ad-

was transformed to thevanced materials are designed

hcp structure (orientationon the basis of the results. Main

relationship in Fig.2). The

19 l 20

多元本文_一六.indd 20

11.8.26 5:45:32 PM

Design of Advanced Inorganic
Materials

KAKIHANALab

垣花

眞人 教 授Masato KAKIHANA, Professor

加藤英樹 講 師

Hideki KATO, Senior Assistant Professor

手束聡子 助 教Satoko TEZUKA, Assistant Professor

小林

亮 助 教

Makoto KOBAYASHI, Assistant Professor

専門分野・キーワード

水溶液化学に立脚したグリーンプロセスの開拓／機能性金属錯体のケミカルデザイン／溶液法による高機能性フォトセラミックスの開発／フォトセラミックスの形態制御技術の開発

無機材料創製プロセス研究分野

垣花研究室

SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
development of “green” processes based on solution chemistry ／ chemical design of
new metal complexes ／ synthesis of high performance photoceramics by solutionbased method ／ morphology control of photoceramics
kakihana@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=38

グリーンプロセスによる高機能ナノフォトセラミックスの創製
当研究室では、機能性セラミックスにお築、水溶性金属錯 体の開発、酸化物多形

及びノンオキサイド系フォトセラミックスのける「合成・構造・機能」の相互関係を深くの選択的合成を可能にする金属錯体の化開発と実用化への展開を目指している。

理解し、より高機能な材料を提供できる錯学デザイン、可視 光応答 型 光触媒や白色

体重合法を展開すると共に、パラレル合成

LED 用蛍光体を想定した新しいオキサイド

スキームによる新物質
及び 新 機 能 の 探 索を行っている。特に光触媒や 蛍 光 体 に代 表されるナノフォトセラミッ
クスと機 能 性 金 属 錯体を研究対象とし、水溶 液 化 学 に 立 脚した
グリーンプロセスの構

High-performance nano-photoceramics
via green processes
The main objective of our re-

tocatalysts with visible light re-

The utilization of “green” solu-

search is to acquire profoundsponse and phosphors for whitetion processing towards theseunderstanding of “synthesis-

LED within oxide, oxynitride,nano-photoceramic materials is

structure-properties” relation-

sulfide and oxysulfide systems.

the paradigm of our group.

ship for modern inorganic materials and to apply this knowledge
for development of new materials with improved performance.
Two important classes of modern materials such as nano-photoceramics and functional metal
complexes are in the focus of
our activities. The special attention is paid to design of pho-

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 21

11.8.26 5:45:47 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

有馬

孝尚 教 授Takahisa ARIMA, Professor

阿部伸行 助 教Nobuyuki ABE, Assistant Professor

佐賀山

基 助 教

Correlated-electron
Solid-state Physics

ARIMA
Lab(c)

Hajime SAGAYAMA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

強相関物質／対称性の破れ／新奇物性／放射光Ｘ線／中性子散乱
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
strongly correlated electron system ／ symmetry breaking ／ novel functionality ／ synchrotron x-ray ／ neutron scattering
強相関固体物性研究分野

arima@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/arima/index-j.html（兼）有馬研究室
DIVISION OF INORGANIC MATERIAL RESEARCH

本研究室は主に、遷移金属酸化物磁性

二色性と方向複屈折（CuB₂O₄）、電場による体の物性研究を行っています。特に磁気的光学異方性のスイッチング（（La,Sr）₂MnO₄）、

な秩序と強誘電性、あるいは磁気的な秩序

磁気形状記憶効果（MnV₂O₄ など）と強弾性が同居するマルチフェロイクと呼が挙げられます。また、スピン偏ばれる物質を対象としています。手法として

極中性子や円偏光Ｘ線を用いては、電気的、磁気的、光学的な測定によるらせん磁性がヘリシティに依存し新奇な物性の開拓と、放射光 X 線や中性た電気分極を発現することを初め子といったいわゆる量子ビームを用いて物て明らかにしました。

無機材料研究部門

遷移金属酸化物を対象とした新規機能材料の開拓

性の発現機構の解明の二本立てで行っています。これまでに開拓した新規物性としては、回転磁場印加による電気分極の反転（TbMnO₃, MnWO₄など）、外部電場印加による磁化の回転（（Cu,Ni）
B₂O₄）
、光の方向

Development of novel physical properties
in transition-metal oxide compounds
We study magnetic, electric,

optical anisotropy by an elec-

induce ferroelectric polarizationand optical properties of materi-tric field, and 5) magnetic shapedepending on its helicity.

als, which simultaneously hostmemory effect.

some magnetic order and fer-

We also carr yroelectricity or ferroelasticity,

out neutron andto explore novel physical prop-

x-ray scattering

erties.

measurements to

Major accomplishments are

elucidate the ori-

1) reversal of electric polariza-

gin of the novel

tion by a rotating magnetic field,

functionalities .

2) rotation of magnetization di-

We have als orection by an electric field, 3)

clarified

optical directional dichroism/

some helimag-

birefringence, 4) switching an

netic order canthat

21 l 2 2

多元本文_一六.indd 22

11.8.26 5:45:59 PM

Nanoscale Magnetismand Devices

KITAKAMI
Lab

北上

修 教 授

Osamu KITAKAMI, Professor

岡本

聡 准教授

Satoshi OKAMOTO, Associate Professor

菊池伸明 助 教Nobuaki KIKUCHI, Assistant Professor

専門分野・キーワード

ナノ磁性体／サイズ効果／磁気メモリー／スピンダイナミクス
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
nanomagnet ／ size effect ／ magnetic memory ／ spin dynamics
ナノスケール磁気デバイス研究分野

北上研究室

kitakami@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=30

単一ナノ磁性体の物性の解明と先端磁気メモリーデバイスへの展開
磁気ディスクをはじめとする磁気メモリがあります。これら基本的な問題を解決す

は、不揮発、高密度、低コスト、高速などのることは、基礎的興味だけでなく将来のデ特長を有し、急速に情 報 化が 進む現代社

バイス開 発を進めていく

会において益々その重要性を増しています。

上で非常に重要です。そ現在、それらのデバイスを構成する磁性体

うした背景を踏まえ、私達のサイズは10nm 程度に微細化され、表界の研究グループでは、ナノ

面効果、量子効果、熱揺らぎなどナノサイズ

サイズ粒子の結晶相安定

特有の様々な現象が顕在化しつつあります。

性、単一ナノ粒子の物性・

例えば、具体的な問題として、どのような原

スピンダイナミクス、微細子配列がナノサイズ領域において安定なの

加工技術の改善、新規なか、サイズ効果によりバルクとは異なる物

高密度メモリー技術の提性が現れるのか、さらには外場や熱に対し案、という研究課題に取て静的・動的にどのように振舞うのか、等々り組んでいます。

Physical properties and spin dynamics ofnanomagnets and their application to magnetic memory devices
Rapid progress toward informa-

physical properties of nanosized(4) new SPM lithography, and (5)tion society has aroused muchmagnets. Under this circum-

new media and technology forattention to magnetic memory

stance, our intensive effort is

ultrahigh density recording.

devices because of their non-focused on (1)volatility, high data density, low

size effect on

cost, high-speed accessibility.

crystal phase

With reducing their constitu-

of magnets, (2)ent size down to 10 nm, various

highly sensi-

effects, such as surface andtive magnetic

quantum size effects and ther-detection tech-

mal agitation of spins, appear

nique, (3) mag-and hamper further advance innetic behavior

device performance. It is indis-of single na-

pensable to elucidate various

nomagnets,

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 23

11.8.26 5:46:12 PM

基盤素材プロセッシング研究分野

高機能ナノ材料創成研究分野

光物質科学研究分野

Base Materials Processing

Nanostructure/Nanointerface Design and Control

Laser Applied Material Science

北村研究室

田中研究室

佐藤（俊）研究室●反応界面積の極大化による超高速精錬プロセ
スの追求●電子線およびイオンなど汎用アクティブビーム
照射による新規ナノ構造体のボトムアップ構築
および非平衡物質の創成●高強度レーザー場におけるナノ粒子作製●高エネルギーイオンビーム照射を用いた無機・
有機ハイブリッドナノ構造体誘起と機能制御●径偏光ビームを用いた光トラッピング法の開発

KITAMURA LabTANAKA Lab●マルチフェーズフラックスを利用した製鋼脱りん反応効率の向上●製鋼副産物からの有価金属元素の分離回収●非金属介在物制御による高清浄度鋼の溶製●各種無機材料の熱物性評価法の開発と測定□D esign of highly efficient reactors by enlargementof reaction interface□P rocess simulation model for dephosporization
using multi‑phase flux
□R ecovery of valuable elements from steelmaking slag
□Inclusion design using the change in its composition by heat treatment□M easurement of thermal property of various
materials

機能性粉体プロセス研究分野
Mechanochemical Operation and Nano-coating

齋藤（文）研究室
SAITO F. Lab●メカノケミカル（MC）法による機能性材料設計● MC法による人工・都市資源処理と有価物回収●難処理ハロゲン化有機化合物の非加熱無害化
処理●コンピュータシュミレーションによる粉砕機の最適設計●バイオマスおよび樹脂廃棄物からの水素製造□S ynthesis of functional powder materials by amechanochemical (MC) method□R ecovery of valuable materials from civil andindustrial wastes by a MC method□N on‑thermal processes for dehalogenation oforganic compounds by a MC method□O ptimum design and condition of mill devices by
a computer simulation technique□Production of hydrogen from biomass and plastic
wastes by a MC method

SATO S. Lab●低次元ナノ構造制御に基づく高次機能材料設
計と創成●セラミックス基ナノ複合材料の高次構造設計と機能化●材料界面形成動的原子素過程の解明および界面特性の高機能化●異種材料接合界面など局所での残留応カテン
ソル実測□B ottom‑up synthesis of novel and nonequilibrium
nanostructures under the excited reaction fields,
and their superior functions□O rganic‑inorganic nanohybrids using high energy
ion beam and physico‑chemical technologies□C reation and application of hyper functionalizedmaterials based on low‑dimensional nano‑structuralization□D esign and functionalization of ceramic‑basednano‑structured and nanocomposite materials□A nalysis and control of dynamic atomistic reactions at the material interface□R esidual stress tensor measurement in the localized area

超臨界ナノ工学研究分野
Supercritical Fluid and Hybrid Nano Technologies

阿尻研究室●原子光学の材料工学への応用●ベクトルビームの光科学とナノイメージングへの応用□N ano‑particles synthesis using an intense opticalfield generated by strong focusing of femto‑
second laser pulses□A pplication of atom optics to material science□Vector beam science and its application tonano‑imaging□D evelopment of optical trapping using a radiallypolarized laser beam

ハイブリッドナノ粒子研究分野
Hybrid Nano-particle

村松研究室
MURAMATSU Lab●有機−無機ハイブリッドナノ粒子の合成●シングルナノサイズ金属粒子の合成と機能性材料への応用●部分硫化による可視光応答性光触媒材料の開発●液相還元法による新規触媒材料□Preparation of organic‑inorganic hybrid nano‑particles□D evelopment of nano‑sized metallic particle andapplication to functional materials□P artial sulfurization of metal oxides for visible
light‑active photocatalysts□S ynthesis of multi‑layered films by laser ablation□Fabrication of new structures of nano‑porous
materials

ADSCHIRI Lab●ハイブリッド超粒子の創製プロセス●ハイブリッド超粒子系の熱力学（超分子構造形
成・相挙動）●超ハイブリッド創製（ポリマー／無機物
ブリッド超粒子）ハイ●メタマテリアル創製（磁性・誘電・光学新機能発現）●スーパー DDS 創製□S ynthesis of organic‑ inorganic hybrid nano building blocks under supercritical conditions□T hermodynamical properties of hybrid nano‑materials□Fabrication of superhybrid polymer: Left handedmaterials, electromagnetic materials, opticaldevice□Fabrication of novel nano devices: high performance thermo‑electric devices, high speed opticaldevices, nano sensor, nano reactor (catalysts)□M edical application of hybrid nanoparticles:
Molecular bio‑imaging, super DDS and cancer
therapy□B iomass conversion in supercritical water andchemical synthesis

エネルギーシステム研究分野
Energy System

（兼）
水崎研究室
MIZUSAKI Lab(c)●アクチノイド化合物の固体および溶液化学の研究●使用済核燃料の硫化物再処理法の研究●放射性廃棄物の処理・処分に関する研究●水素を副生する硫黄固定化プロセスの開発●雰囲気制御レーザーアブレーション法による機能性薄膜の合成と評価●レアメタルの乾式リサイクルプロセス開発に関する研究□S olid state and solution chemistry of actinide
elements□M aterials processing for the advanced nuclear cycle□Sulfide reprocessing process for spent nuclear fuel□R esearch for the safety assessment of radio
active waste underground disposal□D evelopment of hydrogen producing desulfurization process from wastes□R ecovery of rare‑metals by dry halogenation
processes

プロセスシステム工学
研究部門
DIVISION OF PROCESS AND SYSTEM ENGINEERING
プロセスシステム工学研究部門は、基盤素材プロセッシング、機能性粉体プロセス、高機能ナノ材料創成、超臨界ナノ工学、光物質科学、ハイブリッ
ドナノ粒子、エネルギーシステムの各分野を網羅する部門であり、実用化研究を重点的に実施しています。扱う素材はナノレベルからマクロレベルまで多種多様ですが、基礎となる学問は物理化学、無機工学、プロセス工学と共通です。
Division of Process-System Engineering contains Base-materials processing, Functional powder processing, High-function
nanomaterial creation, Supercritical nano-engineering, Photo-material science, Hybrid nanoparticles, and Energy system
so that we focus our investigation on the practical application of highly-functional materials. Common basic academic
fields are physical-chemistry, inorganic engineering, and process technology.

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11.8.26 5:46:21 PM

Base Materials Processing

KITAMURALab

北村

信也 教 授Shin-ya KITAMURA, Professor

柴田浩幸 准教授

Hiroyuki SHIBATA, Associate Professor

丸岡

伸洋 助 教Nobuhiro MARUOKA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

製鋼／鉄鋼精錬／化学平衡／反応速度／リサイクル
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
steelmaking ／ ferrous metallurgy ／ chemical equilibrium ／ reaction kinetics ／material recycling
基盤素材プロセッシング研究分野

北村研究室

kitamura@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=50

製鋼プロセスの新展開鉄鋼に代表されるベースメタル製造プロ

Scale]。本研究分野では、鉄鋼製造プロセ

純度化技術の開発等に関して、前記の 4つ

セスは、人類社会の発展を支える基盤素材

スにおいて高機能鉄鋼材料を作り込むコアの視点に立脚した研究を行っています。

として、ゆるぎない立場にあるが、環境調和

となる
「製鋼」を

社会に向けて新たな技術変革の時を迎えて対象に、資源戦

います。この分野を見る時には、以下の４略に基づく環境つの視点（スケール）を俯瞰しなければなり

調和型プロセスません、①地球から得た資源を使い、地球の 探 索、プロセに優しいプロセスで抽出する［Giga Scale］、

スシミュレーショ②反応装置（リアクター）の効率・性能を極ン モ デル の 開限まで高める [Mega Scale］、③反応速度、発、高温化学反材料特性を支配する物理的化学的要因の応の速度論的研

解 明［Micro Scale］、④ 元 素の異 相 間 移究、高機能鉄鋼

動速度の測定、微細組織制御技術 [Nano

材料を支える高New development of steelmaking process
The steelmaking process has

factors of the reaction rate anda core process used to produce

an extremely important role in

Nano scale = Control the mass

high-quality steel.

supporting the development oft ra n s fe ran eco-friendly society and it

molecules. At

becomes to an age of technical

Kitamura lab-innovation. For the research andoratory, thedevelopment of this field, we

researches

have to consider the following

based on the

points on four different scales:a b ove

fo u rGiga scale = Consider the global

pointsareimpact of the extraction proc-

being carried

ess, Mega scale = Enhance theout in the field

performance of reactors, Microof steelmak-

scale = Identify the controllinging, which isof

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 25

11.8.26 5:46:34 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

齋藤

文良 教 授Fumio SAITO, Professor

加納

純也 准教授Junya KANO, Associate Professor

張

其武 助 教Qiwu ZHANG, Assistant Professor

Mechanochemical Operation
and Nano-coating

SAITO F.
Lab

専門分野・キーワード

粉体工学／粉砕／リサイクル工学／メカノケミカル反応／水素エネルギー／レアメタル／シ
ミュレーション
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
powder technology ／ grinding ／ recycle ／ mechano chemical reation ／ hydrogen ／rare metal ／ simulation

機能性粉体プロセス研究分野

齋藤（文）研究室

saito@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=28

メカノケミカル現象を利用した新規反応場の創製とそのプロセスの最適化
メカノケミカル現象は、機械的力によってたり有価な気体を発生することがある。さタシミュレーションを行い、実験との融合に固体を細かくし、粉体を得る粉砕過程で発らに、粉砕後の固体を液相に溶解すると特より粉砕速度、メカノケミカル反応速度の現する現象である。固体の粉砕では粒子径定成分のみが選択的に溶解分離できる。

予測や粉体プロセスの最適化・スケールアッや形状が変化するだけでなく、格子ひずみ

本研究分野では、粉砕過程で発現するメ態に遷移し、化学的に活性な状態になる。

粉体材料の作製、廃棄物からの希少

この活性な状態は固体の反応性向上を意味

有価物の分離・回収、バイオマスからしており、粉砕物は周囲の物質と相互作用の高純度水素の製造等の新規粉体プする。例えば、粉砕物は周囲の気体、液体

ロセス、新規反応ルート開発のためのあるいは固体と非加熱でも反応することが原理の探求と反応プロセスの学術のある。この現象を利用すると、機能性粉体構築に関する研究を推進している。更が粉砕により固相で合成でき、また、粉砕に粉 体装置内での固体・粒子運動の後の固体が容易に熱分解し、低温で焼結しDEM（離散要素法）によるコンピュー

図1

プ法の確立を目指す研究も行っている。

DIVISION OF PROCESS AND SYSTEM ENGINEERING

カノケミカル現象を利用した高機能性

ITO と窒化リチウムとのメカノケミカル反応で回収したインジウムとスズ

Creation of a new chemical reaction through mechanochemical
phenomena and its optimization by computer simulation
Mechanochemical phenomena areals at low temperature and generatecrete Element Method) simulation

generally induced during ball milling

useful gases from the milled sample inmethod for the prediction of grinding

for producing fine powders. Not only

subsequent heating operation.

and mechanochemical reaction andsize reduction and shape change of

The research in this group is cat-the particles but also disorder and/or

egorized into four subjects: The firsttransformation of the crystal of solidis the development of new mechanicalmaterials are often observed dur-refining processes and recycling of

ing ball grinding. The latter is calledvaluable materials from wastes, themechanochemical phenomena, andsecond is synthesis of functional pow-

disordered solid materials have a highder materials with an aid of mechan-potential to react with gas, liquid andochemical effects and reactions, theother solid materials. These phenome-

third is production of hydrogen fromna could synthesize functional powder

biomass and plastic wastes, and thematerials, decompose ground materi-

fourth is development of DEM (Dis-

プロセスシステム工学研究部門

や結晶構造が変化し、粉砕物は不安定な状

their optimizations in milling/mechanochemical operations.

図2

 体撹拌ミル内のビーズの DEM シミュレーショ
媒
ンによる運動25 l 26

多元本文_一六.indd 26

11.8.26 5:46:47 PM

Nanostructure/Nanointerface
Design and Control

TANAKALab

田中俊一郎 教 授

Shun-Ichiro TANAKA, Professor

関野

徹 准教授

Tohru SEKINO, Associate Professor佃

諭志 助 教Satoshi TSUKUDA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

励起反応場／イオン照射／低次元化合物／ナノチューブ／ナノワイア／接合界面／残留応力テンソル計測高機能ナノ材料創成研究分野

田中研究室

SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
excited reaction fields ／ low-dimensional nanostructure ／ nanotube ／ nanowire ／joined interface ／ residual stress tensor measurement
sitanaka@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=29

原子集団の配列操作によるナノ構造体創成および固体界面制御
田中研究室ではボトムアップ型ナノアー

ナノ構造体誘起を研究し、その任意設計性

キテクチャーとして「励起反応場」に着目し、を活かしたセンサー・アクチュエーター材料

多様な次元性を有する非平衡物質や低次への応用を目指します。

元ナノ材料の創成、ハイブリッド構造体構

更には化学反応場を用

築、ナノ構造と表面・界面制御、高次機能

いた低次元ナノ構造制

特性制御などを金属・セラミックス・半導体・御に基づく酸化物ナノ高分子で実現し、広義の次世代ナノデバイ

チューブの高次機能設

ス構成要素を提供することを目指していま計と環 境・エネルギーす。ナノ構造創成では、電子線やイオンなど分野への応用、ナノ複の汎用アクティブビーム照射を用いた新規合材料の機能化、異種

ナノ構造体のボトムアップ的構築と、高エネ

材料界面制御による界

ルギー重粒子線の単一飛跡内での限定空

面 機 能 化 および 残 留間架橋反応を利用した１次元ハイブリッド

応力テンソル分布計測に関する研究を行っています。

準安定 Al 酸化物に電子線を照射して得られる各種ナノ構造体

Advanced nanostructures and functions based on bottom-up
physically and chemically activated reaction field technologies
We are aiming to create andnanomaterials, nanocomposites

materials/devices analysis tech-evolve various hyper-function-and hetero-interfaces based on

nologies.

alized and advanced nanostruc-the bottom-up de-tures which would be key-mate-sign. Further we are

rials for nano-devices in the next

designing superior

generation. For these purposes,

functions of these

we are designing and controlling

advance d materi -under the “physically and chemi-

als based on thecally activated reaction field”

structure control.

such as novel active energy

Pro c e s s i n g- s t r u c -beam and/or chemical reactiontures-functions rela-field, and are utilizing them totions are also exten-

develop novel nanostructure,

sively investigatednanohybrids, low-dimensionalby utilizing various

酸化チタンナノチューブの構造と優れた光化学機能

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 27

11.8.26 5:46:58 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

阿尻雅文 教 授Tadafumi ADSCHIRI, Professor

高見誠一 准教授Seiichi TAKAMI, Associate Professor

有田稔彦 助 教Toshihiko ARITA, Assistant Professor

Supercritical Fluidand Hybrid Nano Technologies

ADSCHIRI
Lab

専門分野・キーワード

超臨界水／超ハイブリッド／ナノ材料／プロセス工学
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
supercritical water ／ super hybrid ／ nanomaterials ／ process engineering
ajiri@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=49

超臨界ナノ工学研究分野

阿尻研究室

超ハイブリッドナノ材料創製プロセスの開発
当研究室では、溶媒の超臨界状態を利用

ブリッド材料」、磁性・誘電・半導体材料等

機能を兼備する「スーパー DDS」の創製の研することで、有機分子・無機分子・生体分子の配列により、
自然界では得られない新しい究を行っています。

が分子レベルで融合した「超ハイブリッドナ

特性を発現させる「メタノ粒子」を創製しています。現在、その合成

マテリアル材料」、マル

機構の解明を進めるとともに、超ハイブリッ

チイメージングと DDS

ドナノ粒子 系の 熱力学の構築を目指してい
DIVISION OF PROCESS AND SYSTEM ENGINEERING

粒子を高分 子と分 子レベルで融合させることで、高分子と無機材
料の相反機能を同時に発現させる「超ハイSupercritical fluid for nano-hybrid technologies
Our study aims to establish

with these self-assembled struc-optical devices, nano sensors,chemical processes for syn-tures for high performance ther-and nano reactors (high orderthesis of hybrid nano building

mo-electric devices, high speed

structured catalysts).

プロセスシステム工学研究部門ます。また、このナノ

blocks based on supercriticalfluid technology, nano-hybird
technology and materials science & engineering. Thesestudies include synthesis oforganic- inorganic hybrid nanobuilding blocks under supercritical conditions, and theirdirected assembly for medical
applications, and metamaterials.
We also develop novel devices

27 l 28

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11.8.26 5:47:12 PM

Laser Applied Material Science

SATO S.
Lab佐藤俊一 教 授Shunichi SATO, Professor

中村

貴宏 助 教Takahiro NAKAMURA, Assistant Professor

小澤

祐市 助 教Yuichi KOZAWA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

レーザー／フォトニクス／ナノ微粒子／ベクトルビーム
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
laser ／ photonics ／ nano-particle ／ vector beam
光物質科学研究分野

佐藤（俊）研究室

sato@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=31

光科学と物質科学の融合研究
レーザーを中心とする最先端のフォトニク

素のシングルナノ粒子作製を行っています。

に、ビーム発生法の開発とビーム品質の改ス技術を駆使して、光と物質との相互作用

これに対して後者は、光（電磁波）の本来の善に取り組みながら、レーザー加工や超解の研究を進め、新しい材料の創成や機能の性質であるベクトル性を持ったベクトルビー

像顕微鏡などへの応用研究を総合的に進め発現、プロセスの開発などを大きな目標としムについて、その物理的な性質を探るとともています。

ています。現在具体的に進めている主たる研究テーマは、高強度レーザー場によるシン
グルナノ粒子作製と、ベクトルビームに関する総合的な研究です。前者は、集光したフェムト秒レーザーパルスによって形成される強い光の場を新しい非平衡・非線形・超高速プロセスの場として利用し、分子の分解によって発生するラジカルや別種分子などによって、ダイヤモンド様カーボンや貴金属元Multidisciplinary research of photonics
and material science
We are intentionally and inten-

tightly focused femto-second la-development of beam genera-

sively trying to make the best

ser pulses in liquid and can betion, the improvement of beamuse of the excellent properties

regarded as a novel non-equi-quality, and applications suchof lasers for the advancement

librium, non-linear and ultrafast

as laser processing and super-of material science. The state-process. The next is the investi-

resolution microscopy.

of the-art photonics technolo-

gation of vector

gies are our useful and essential

beams, which

tools. At present, we are espe-

have inherent

cially interested in the following

vectorial char-

tow topics. The first is the syn-acteristics ofthesis of single nano-particles ofelectromag-

diamond-like-carbon and noble

netic

metals by using an intense opti-

focusing on its

cal field, which is generated byp hy s i c s ,

wave,
the

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 29

11.8.26 5:47:25 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

村松

淳司 教 授Atsushi MURAMATSU, Professor

蟹江澄志 准教授Kiyoshi KANIE, Associate Professor

中谷昌史 助 教Masahumi NAKAYA, Assistant Professor

Hybrid Nano-particle

MURAMATSU
Lab

専門分野・キーワード

光触媒／燃料電池／有機＊無機ナノハイブリッド／半導体ナノドット／ナノコンポジット
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
photocatalysts ／ fuel cell ／ organic-inorganic nano-hybrid material ／ semiconductor
nano-dots, nanocomposites
ハイブリッドナノ粒子研究分野

mura@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=15

村松研究室

テーラーメードのよく定義されたナノハイブリッド材料はいかが？
鉄系ナノ粒子、透明導電膜 ITO ナノイン

リーミーなビールの泡ができるのと、形状と義されたナノハイブリッド材料を生み出しまク、非鉛圧電素子用ニオブ酸系粒子、光触形態が極めて精密に制御された、単分散ナ

す。あなたが欲しい、テーラーメードの、よ媒用チタニア、種々のペロブスカイト系酸

ノ粒子が合成されるのは、その根本になる

く定義されたナノハイブリッド材料は何です

化物、半導体ナノ粒子、有機－無機ハイブ

理論は同じですし、私たちはそうした自然のか？

リッドナノ材料、非 Pt 系燃料電池材料、多コロイドを真似ながら、全く新しい、よく定私たちが作ります。

種類にわたる合金ナノ触媒粒子など、たくさんの機能性ナノ材料を生み出しています。
DIVISION OF PROCESS AND SYSTEM ENGINEERING（1）核生成と粒子成長の分離、（2）粒子同士の凝集の防止、（3）粒子合成反応 場制
御の、３つの極めて重要な基 礎 理 念を応用することにより生み出されています。つまり、コーヒーや牛乳が安定であったり、クWhy don’t you order us tailor-made,well-identified, nano-hybrid materials?
Highly functional materials,

nucleation and particle growth,such as Fe nanoparticles, ITO(2) perfect inhibition against

nanoink for TCO, niobium-based

aggregation, (3) precise con-oxide particles for lead-freetrol in particle synthesis mode.

piezoelectric devices, titania,

Namely, the physico-chemical

perovskite metal oxides, semi-

theory for the stability of coffee

conductor nanoparticles, or-or milk, and the very good foams

ganic-inorganic hybrid nano-of beer, is similar to the forma-materials, fuel cell, and alloytion of nanoparticles precisely

nanoparticulate catalysts, etc.

controlled in size and shape.

have been widely provided.

What kind of nanomaterials do

Their production methods are

you need? We'll make it.

プロセスシステム工学研究部門

それらはいずれも、粒子合成の根幹である、

based on the particle-synthesis
principles, (1) strict separation of

29 l 30

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11.8.26 5:47:40 PM

Energy System

MIZUSAKI
Lab(c)

水崎純一郎 教 授

Junichiro MIZUSAKI, Professor

佐藤

修彰 准教授Nobuaki SATO, Associate Professor

桐島

陽 助 教

Akira KIRISHIMA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

アクチノイド化合物の固体および溶液化学の研究／使用済核燃料の硫化物再処理法の研究／放射性廃棄物の処理・処分に関する研究／水素を副生する硫黄固定化プロセスの開発／雰囲気制御レーザーアブレーション法による機能性
薄膜の合成と評価／レアメタルの乾式リサイクルプロセス開発に関する研究

SPECIALIZED FIELD・KEY WORD

エネルギーシステム研究分野（兼）水崎研究室

solid state and solution chemistry of actinide elements ／ materials processing for the advanced nuclear cycle／ sulfide reprocessing process for spent nuclear fuel ／ research for the safety assessment of radioactive
waste underground disposal ／ development of hydrogen producing desulfurization process from wastes ／recovery of rare-metals by dry halogenation processes

dragon@tagen.tohoku.ac.jp（佐藤）http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=51

資源・環境との共生を目指した原子燃料サイクル化学の展開
基幹エネルギーとして原子力の利用は人性を把握し、高効率で廃棄物量の少ない核

水素等エネルギー物質を生成するようなリ類の将来を左右する重要技術ですが、核燃

燃料のリサイクル方法を開発するとともに、

サイクルプロセスの開発も進めています。

料を原子炉において燃焼した後、核分裂生

地層処分後の地下水圏における放射性核種

成物など放射性物質や未利用ウランなど有の挙動を調べています。また、廃棄物から価成分を分離し、残った廃棄物を安全に処理・処 分し環 境 の 保全を図る必要があります。
（核燃料サイクル）。
本 研究 室では、水溶液（湿式）系や非水（乾式）系における放射性
核種の化学的挙動特Development of green nuclear chemistry
for sustainable fuel cycle
Nuclear energy is one of thelower risk of the nuclear pro-actinides elements is studied tomost important energy resource

liferation comparing with theperform more reliable safety as-of our modern society, therefore,

conventional wet reprocessing

sessment of radioactive waste

it is strongly demanded to makeprocesses like PUREX. Besides,

ground disposal.

nuclear fuel cycle more reliable

the basic solution chemistry ofand sustainable for longer future. To respond this demand,
our group develops novel andunique reprocessing processesof the spent nuclear fuel basedon the selective sulfurizationof fission products. The sulfide
process has advantages of lessradioactive waste volume and

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 31

11.8.26 5:47:51 PM

電子分子動力学研究分野

構造材料物性研究分野

ナノ界面化学研究分野

Electron and Molecular Dynamics

Structural Physics and Crystal Physics

Nano-surface Chemistry

上田研究室

野田研究室

栗原研究室

●反応における量子干渉と量子もつれ●中 性子 4 軸回折装置とその応用法の開発（JAEA東海3号炉 JRR‑3M:T2‑2FONDER）●装 置の開発（新規表面力装置、ナノトライボ
ロジー・ナノレオロジー評価法など）●多 重極限下（高圧、極低温、高磁場、高電場）における X 線・中性子散乱手法の開発●固ー液界面における水素結合による分子組織
体の評価と材料への応用●強誘電体、磁性体およびマルチフェロイック物
質の構造と物性研究●限定ナノ空間の液体の構造・特性の解明

UEDA Lab●光 励起状態の電子ダイナミクス・分子ダイナ
ミクス・分子イメージング●分子動画と電子波束観測による反応追跡と反応制御●短 パルス光学レーザー・シンクロトロン放射
光・Ｘ線自由電子レーザーを光源とした分子
イメージング・分子動画・電子波束観測を目指した光電子分子法・多粒子計測法の開発□Q uantum interference and entanglement inreactions□Electron and molecular dynamics of photo‑excited
spices□Taking molecular movies and catching electron
motion for tracing reactions□D eveloping photoelectron spectroscopy and multi‑particle spectroscopy for molecular imaging,molecular movies, and catching electron motion,using short‑pulse optical lasers, synchrotron
radiation, and an X‑ray free electron laser

量子電子科学研究分野
Quantum Electron Science

髙橋（正）研究室
TAKAHASHI M. Lab●配向分子の電子運動量分光の開発による分子軌道イメージングと電子状態研究への応用●多 次元同時計測法の開発による電子・分子衝
突の立体ダイナミクス

NODA LabKURIHARA Lab●水素結合系誘電体物質の電子密度分布と核密度分布●酸 化物・有機物などの様々な電気伝導体の構
造相転移の研究□D evelopment of the 4‑circle neutron diffractometer□D evelopment of the wide‑area two dimensional
neutron detector for neutron structure analysis□D evelopment of the method for structure analysis under multiple extreme conditions (high field,
high pressure, high temperature and low temperature)□D evelopment of the high sensitive low‑temperature X‑ray photographic equipment□Imaging of 3d‑electron‑orbital□E lectron density distribution and proton density
distribution of hydrogen‑bonded compounds□N eutron and X‑ray scattering study of structural
physics and magnetism on multiferroic materials□S tructural studies for various phase transitions in
low dimensional organic conductors using X‑rayand synchrotron radiation□S tudy for structural phase transitions in various
materials●時間分解電子運動量分光の開発による物質内
電子移動の可視化□M olecular orbital imaging by molecular frame
electron momentum spectroscopy□D evelopments of multidimensional coincidence
techniques and their applications to studies on
stereodynamics in electron‑molecule collisions□Development of time‑resolved electron momentum
spectroscopy for visualization of the change ofelectron motion in transient species

YAMAUCHI Lab●た んぱく質ー DNA など生体分子間相互作用の直接評価□Novel instrumentation:surface foreces Apparatus(SFA),
resonance shear measurement(RSM) system. etc□S tudy of molecular macrocluster formation and its
application for the material designning□A nalysis of structures and properties of liquids
in confined space□Characterization of cpmplex systems: polyelectrolyte and polymer brush layers□Direct measurement of interactions involved inmolecular recognition such as protein-DNA

表面物理プロセス研究分野
Surface Physics and Processing

高桑研究室
TAKAKUWA Lab●ナノ炭素材料の気相合成プロセスの開発●次 世代 CMOS ゲートスタックの絶縁膜形成機構の解明と制御●機能性金属酸化膜の表面反応機能の解明と制御

分光化学研究分野
Spectrochemistry●高分子電解質並びに高分子ブラシの構造と相互作用の研究●電子回折による固体表面構造解析と応用

山内研究室●表面のスピン配列および超高速現象を捉える
新しい構造解析法の開発●金 属錯体の励起状態の電子状態・電子構造と性質との相関の解明●高出力パルスESR によるトロポニンタンパクの構造解析●高 時間分解・高周波 ESR による光合成系 I とII の電荷分離過程の解明● ESR 装置や方法論（多次元・超高速・電場下
ESR、スペクトル解析）の開発□D evelopment of chemical vapor deposition processes for nanocarbon materials□A nalysis and control of the growth mechanism of
insulator thin films for gate stacks of advanced
CMOS□A nalysis and control of the surface reaction
mechanism on functional metal oxide surfaces□D etermination of surface structures by electron
diffraction and its application□Development of the new methods for spin arrangement and ultrafast phenomenon on surface□A nalyses and controls of excited triplet state
properties of metal complexes□S tructural analyses of troponin protein to clarify
a role of Ca2+ ion in muscles□M echanisms of charge separation in the Photo‑systems I and II by W‑band EPR□D evelopment of advanced EPR apparatus in cw
and pulsed microwave modes

計測研究部門DIVISION OF MEASUREMENTS
新規な高機能材料開発をめざして、電子、中性子、レーザー、マイクロ波などの様々な粒子や電磁波を用いて、新しい計測・解析手法開発を推進します。
また、機能発現のメカニズム解明を含めて、基盤となる原子・分子分光学、ナノ界面科学、固体物性科学などの研究領域の新たな展開を図ります。
Aiming at new high-performance materials, advanced measurements and analyses methods are developed using various
particles such as electrons and neutrons, lasers, and electromagnetic waves. Including interpretation of the underlying
mechanisms of functioning, we will achieve a new development of the research areas of atomic and molecular spectroscopy, interfacial nano-science, and condensed matter physics.

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11.8.26 5:48:00 PM

Electronand Molecular Dynamics

UEDA
Lab

上田

潔 教 授

Kiyoshi UEDA, Professor

奥西みさき 助 教

Misaki OKUNISHI, Assistant Professor

福澤

Hironobu FUKUZAWA, Assistant Professor

宏宣 助 教専門分野・キーワード

分子動力学／電子動力学／電子分光／同時計測分光
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
molecular dynamics ／ electron dynamics ／ electron spectroscopy ／ coincidence
spectroscopy
電子分子動力学研究分野

上田研究室

ueda@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=44

分子の動き、電子の動きを捉える
原子や分子、ナノ構造体における様々なとなりますが、我々は独自の最先端計測技

ザー等の最先端光源を駆使して、研究を進

量子過程は粒子が波としての性質を持つこ術を提案・開発して研究に供しています。まめています。

とに由来する量子干渉により古典過程と異た、様々な量子過なった振舞いを示します。このような微小程を引き起こした

世界では量子干渉を制するものが世界を制り、画像化したり、するといっても過言ではありません。我々

制御したりするたは、このような量子論が支配する分子、ナノ

めに、超短パルス

クラスターにおける光電離、光解離・電子緩レーザー、世界最

和・電子移動・異性化（原子再配列）といっ

高分 解 能 軟Ｘ線

た超高速反応を解析し、視覚化し、制御す

放射光、世界でまることを目指しています。この目的を達成すだ3 ヶ所でしか稼るためには孤立分子・クラスターにおける原

動していない短波子の動き、電子の動き計測する手段が必要

長自由 電 子レー

Taking the molecular movie,
catching the electron motion
Quantum interference based ontechniques that allow

wave nature of matters makes

us to catch the atomic

quantum processes completely

and electron motion.

different from classical proc-

To trigger, probe, andesses. We analyze, visualize,

control the processes,

and control quantum processes

we use new-generationthat determine ultrafast elec-

light sources such astron and molecular dynamics,

ultrafast optical laser

such as electronic relaxation,pulses, ultrahigh-reso-

charge transfer, fragmentation,lution soft x-ray syn-and rearrangement in isolated

chrotron radiation, andmolecules and clusters. For thatultra-short wavelength

purpose, we have been develop-

free-electron lasers

ing cutting-edge spectroscopic

that have just constructed.

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 33

11.8.26 5:48:14 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY髙橋

正彦 教 授

渡邉

昇 助 教

山﨑

優一 助 教Masahiko TAKAHASHI, Professor

Quantum Electron Science

TAKAHASHI M.
Lab

Noboru WATANABE, Assistant Professor
Masakazu YAMAZAKI, Assistant Professor

専門分野・キーワード

分子科学／衝突物理学／多次元同時計測分光／運動量空間波動関数
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
molecular science ／ collision physics ／ multiparameter coincidence spectroscopy ／momentum space wave function
量子電子科学研究分野

masahiko@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=42

髙橋（正）研究室

電子線コンプトン散乱を利用した物質内電子運動の可視化
物質の中ではいろいろな種類の電子が（2）多次元同時計 測分 光の開発による電様々に運動しており、それが物質の性質を子・分子衝突の立体ダイナミクスの研究（3）時間分解電子運動量分光の開発による過渡的な物質内電子運動の変化の可視化

決めています。当研究室は、高速電子線を励起源とするコンプトン散乱を用いて物質
内電子のエネルギーと運動量を測定する新
しい分光計測法を開発し、反応性や機能性など物質が持つ多様な性質の起源の解明を目指しています。具体的には、以下の三つの課題を中心に研究を進めています。
（1）分子座標系電子運動量分光の開発による分子軌道の運動量空間イメージング

Visualization of electron motion in matterby means of electron compton scattering
momentum spectroscopy forframe electron momentum

visualization of the change ofdetermined by the motion of thespectroscopy for momentum-

electron motion in transient

constituent electrons. For thisspace imaging of molecularspecies.

reason we aim at developing

orbitals in the three-

new spectroscopic methods,

dimensional form,

by using electron Compton scat-(2)d e v e l o p m e n t softering, that would visualize themultiparameter coin-electron motion for stable spe-cidence techniquescies and most importantly thefor studies on stereo-change of electron motion in

dynamics in electron-transient species, which is themolecule collisions,driving force behind any chemi-(3)development of time-

cal reactions;re s o lve d

DIVISION OF MEASUREMENTS(1)d evelopment of molecular

計測研究部門Properties of matter, such asreactivity and functionality, areel e ct ro n

33 l 34

多元本文_一六.indd 34

11.8.26 5:48:27 PM

Structural Physics
and Crystal Physics

NODA
Lab

野田

幸男 教 授Yukio NODA, Professor

木村宏之 准教授

Hiroyuki KIMURA, Associate Professor

坂倉輝俊 助 教Terutoshi SAKAKURA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

多重極端条件下精密結晶・磁気構造解析／中性子・X 線回折装置開発／磁性強誘電体／
水素結合型誘電体

構造材料物性研究分野

野田研究室

SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
precise crystal ／ magnetic structure analysis under multiple extreme conditions ／development of neutron and X-ray diffractometers ／ magnetic ferroelectrics ／hydrogen-bonded dielectrics
ynoda@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=41

X 線・中性子結晶構造解析による1原子内電子分極の可視化
当研究室では低温・強磁場・高圧下の多いる事を示しています。その他にも、磁性様な環境条件の下で、X 線・放射光・中性

強誘電体における巨大電気磁気効果につい子を用いた高分解能結晶構造解析のためて、結晶・磁気構造解析のの計測技術確立と、精密な電子密度あるい立場からその微 視的起 源は原子核密度の分布解析に基づく物質の構を明らかにする研究も行っ

造相転移及び物性の機能発現の起源につています。更に我々は、大いて研究を行っています。図に示すのは、中強度陽子加速器研究施設

性子と X 線構造解析により可視化された水J-PARC に お いて 建 設 が素結合型誘電体の原子核密度分布と、水素始まっている、超精密中性原子に注目した電子密度分布です。酸素原

子 構造 解 析 装置 SENJU

子に挟まれた水素原子内で、原子核と電子の開発にも主メンバーとしの重心位置がずれる事により、１原子内でて携わっています。

巨大な電気分極（電子分極と呼ぶ）が生じてFerroelectric polarization inducedby magnetic order in magnetic ferroelectrics
We have been developing thetron as well as nuclear densi-

this material is thought to be themethodology for high‐resolution

ties. Figure shows the complex

origin of electric polarization. We

crystal and magnetic structure

magnetic structure of magnetic

also engage the development ofanalysis using X‐ray, Synchro-

ferroelectrics derived by neu-

novel neutron diffractometer fortron radiation and Neutron beamtron magnetic structure analy-

structure analysis “SENJU” inunder extreme conditions such

sis. Cycloidal spin structure in

J-PARC.

as low temperature, high magnetic field, and high pressure.
We have also studied structuralphase transitions to understandthe microscopic origins of functional properties in solid‐statematerials based on the accurate
distribution analyses of the elec-

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 35

11.8.26 5:48:40 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

山内

清語 教 授

Seigo YAMAUCHI, Professor

大庭裕範 准教授Yasunori OHBA, Associate Professor

松岡

秀人 助 教Hideto MATSUOKA, Assistant Professor

Spectrochemistry

YAMAUCHI
Lab

専門分野・キーワード

高周波ESR ／パルスESR ／励起状態／光合成／トロポニン
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
high frequency EPR ／ pulsed EPR ／ excited state ／ photosystem ／ troponinyamauchi@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=40

分光化学研究分野

山内研究室

スピン化学：金属錯体・タンパクなど複合系の構造－機能相関
金属錯体・タンパク質などの複合分子は，
光 合成・光触媒・筋肉の運 動・プロトン輸送など生体系において重要な役割を果たしている。本研究分野では、電子スピン共鳴

規高スピン励起状態の創製
２.金属錯体の励起状態の電子状態・電子
構造と性質との相関の解明

５.ラマン分光法による青色光受容タンパク質の機能－構造相関の解明
６. 先端的 ESR 装置や方法論の開発

３.高出力パルス ESR・二量子コヒーレンス（ESR）や発光・過渡吸収・ラマン散乱分光法によるタンパ

法などの光分光法を用いて、これら複合分

ク質の構造決定子の動的構造と機能との相関の解明、性質

４.高 周 波パ ルスの制御の研究を行っている。電子スピンに

ESR に よ る 光

着目して、先端的な ESR 法を中心とする装合成系 I と II の置や方法論の開発にも努め、“ 複合分子の電荷分離 過 程

物理化学 ” 研究の新しい展開をめざして、の解明

以下のような研究を行っている。
１.励起三重項とラジカルの結合による新Spin chemistry in composite systems including proteins
tosystems I and II, a troponin& dynamic properties and func-

in our laboratory. Our target mo-

protein, and blue light receptor

tions of composite molecules in-lecular systems involve the Pt

proteins.

cluding excited states of metal

and Rh metal complexes, Pho-

DIVISION OF MEASUREMENTS

type resonator are developed

complexes and biologicalsystems(proteins) havebeen studied by meansof various advanced EPR
and optical spectrosco-

計測研究部門Correlations between structural

py. The techniques suchas pulsed high field andhighly time-resolved EPR,
high MW power pulsed
EPR , t wo - dimensional
EPR, and high field EPR
having a Fabry-Perot-

35 l 36

多元本文_一六.indd 36

11.8.26 5:48:53 PM

Nano-surface Chemistry

KURIHARALab

栗原

和枝 教 授

Kazue KURIHARA, Professor

水上

雅史 講 師Masashi MIZUKAMI, Senior Assistant Professor粕谷

素洋 助 教Motohiro KASUYA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

表面力測定／共振ずり測定／分子集合体／閉じ込め液体
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
surface force measurement ／ resonance shear measurement ／ molecular assemblies／ confined liquid
ナノ界面化学研究分野

栗原研究室

kurihara@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=60

ナノ界面化学
２つの表面間に働く相互作用力（斥力、引をあげています｡ 例えば、当研究分野にて力、接着力）を表面間の距離を変えて直接開発したツインパス法により、従来法では測測定する表面力測定，ならびに当研究分野

定不可能であった金属、セラミックス等のにて開発した液体薄膜の構造化挙動やナノ

不 透 明 基 板の 表 面

レオロジー ･ ナノトライボロジーを高感度で力測定が可能となり評価できるナノ共振ずり測定法を中心手段ました。さらに蛍光として、表面・界面における現象、ならびに

分 光 法 や 電 気化 学

表面および分子間の相互作用を具体的に分計測との複合化にも子レベルで解明する新しい物性研究分野を取り組んでいます。

開拓しています。
またナノテクノロジーの基盤技術として、
これらのナノ計測装置・評価法の高度化を進めるとともに、実用材料の評価にも成果

Nano-surface chemistry
Our research aims at develop-

uids. Self-assembled molecularstudy wide variety of samples

ing methods, including instru-

architectures and biological in-such as metals and ceramics.

mentation, for characterizing

teractions are also studied. We

surface (or interface) at thehave developed the resonancenano-meter level. Most of ourshear measurement

research subjects are related

which is a sensitive

to the surface forces measure-method for evalu-

ment, which can directly moni-ating properties of

tor the interaction between two

confined liquid forsurfaces (attraction, repulsion

nano-rheology andand adhesion forces). We study

tribology. Twin-path

phenomena occurring at the sol-

surface forces ap-

id-liquid interface such as ad-paratus we devel-

sorption and structuring of liq-

oped enabled us to東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 37

11.8.26 5:49:07 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

高桑

雄二 教 授Yuji TAKAKUWA, Professor

虻川匡司 准教授Tadashi ABUKAWA, Associate Professor

小川

修一 助 教Shuichi OGAWA, Assistant Professor

Surface Physics and Processing

TAKAKUWA
Lab

専門分野・キーワード

表面物理学／材料科学／プロセス工学／電子と光をプローブとする表面計測法の開発
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
surface physics ／ material science ／ process engineering ／ development of surface
analysis methods with electron and photon probes
takakuwa@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=77

表面物理プロセス研究分野

高桑研究室

表面反応機構に基づいた機能性薄膜創製と表面ナノプロセス開発
電子と光をプローブとする新しい表面計

シミュレーションなしで『一義的に表面構造

ラズマなどの表面ナノプロセスの開発を展測法の開発と応用を基本方針として右図にを決定』できることを特徴としています。固

開しています。

示すように、それらを用いて解明された表

体表面・界面での化学・固相反応過程を制面・界面反応機構に基づいて機能性薄膜の御することにより、創製と、表面ナノプロセスの開発を行なって

ダイヤモンド、多層います。開発に取り組んでいるオージェ電グラフェン、DLC

子分光と複合化した反射高速電子回折、及などのナノ炭素材

び高輝度放射光と希ガス共鳴線を用いる光料や、磁性金属／

電子分光では表面情報を相補的に『複合計

MgO ／ Si へテ ロ

測』
、反応キネティクスを追跡できる『リアル

構造の機能性薄タイム観察』、反応ガス雰囲気下での『プロ膜の創製、そして、セス中の「その場」観察』、そして、振動相関

基板表面改質のた

熱散漫散乱とワイゼンベルグ RHEED では

めの光電子制御プ

Synthesis of functional materials and development of
nanoprocesses based on surface reaction mechanisms
synthesized functional materials

observed chemical and solid

such as diamond and multilayer

we aim to develop various sur-phase reaction kinetics at sur-graphene, and developed sur-face analysis methods withfaces and interfaces, we haveface nanoprocesses.

DIVISION OF MEASUREMENTS

structures (Fig.2). Based on theelectron and photon probes:
Real-time photoelectron spectroscopy using synchrotron ra-

計測研究部門In the research section of surface physics and processing,diation and rare gas resonancelines for monitoring in situ surface chemical compositions andbonding states under a reactive
gas atmosphere (Fig.1), andWeissenberg RHEED for determining unambiguously surface

Fig.1. Timeevolution ofvalence band
photoelectron
spectra taken
in situ duringoxidizingSi(001)2 × 1
surface withO₂.

Fig.2. Patterson map (inset)
and Structure model ofSi(111) √ 3x √ 3-Ag surface:
Ag (pink spheres) and Si (blue spheres) obtained by
Weissenberg RHEED.

37 l 3 8

多元本文_一六.indd 38

11.8.26 5:49:18 PM

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 39

11.8.26 5:49:27 PM

窒化物結晶寄附研究分野
Production of Bulk Nitride-crystals

石黒研究室
ISHIGURO Lab●ア モノサーマル法による GaN 結晶の高速成
長、高品質化および大口径化のための研究●ア モノサーマル法による低転位低曲率 GaN
結晶の作製● NEDO エネルギー使用合理化技術戦略的開発／エネルギー有効利用基盤技術先導研究開
発／低転位・極低曲率窒化物単結晶基板の創成による飛躍的省エネルギー化支援研究□R esearch and development of ammonothermal
technology for bulk nitride (GaN AlN, InN) growth□R esearch and development of solvothermal technology and high pressure vessel□N edo project of strategic development for energy
conservation technology

寄附研究部門DONATED RESEARCH SECTION

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11.8.26 5:49:37 PM

Production of
Bulk Nitride-crystals

ISHIGUROLab石黒包

徹 客員教授Tohru ISHIGURO, Visiting Professor

全喜 助教（研究特任）Quanxi BAO, Researcher

専門分野・キーワード

窒化物／結晶成長／アモノサーマル／超臨界アンモニア
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
nitrides ／ crystal growth ／ ammonothermal ／ supercritical ammonia
窒化物結晶寄附研究分野

石黒研究室

ishiguro@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=66

アモノサーマル法によるⅢ族窒化物の結晶成長
当研究部門では、次世代の基盤技術とな成長モードに与える影響に関する研究

非極性面・半極性面へⅢ族窒化物作製をる情報通信、半導体、ディスプレイ、エネル

アモノサーマル法によるⅢ族窒化物作製行い、その基礎物性を評価しています。

ギー・環境技術などの中枢を占め、高い産業を行 い、前 駆体や的ポテンシャルを有する窒化物系半導体の鉱化剤、温 度 差に大型バルク単結晶育成技術の開発を目指す。

よる対 流制 御など

具体的な研究テーマは以下の通りです。

諸条件がⅢ族窒化

a. 超 臨界アンモニアに対する合金の組成

物育成モードに与えと腐食速度に関する研究

る影 響について考

耐腐食性及び高温材力に優れた材料の察しています。

腐食試験を行い、高純度Ⅲ族窒化物作

c. ア モノサーマル 法

製に適したオートクレーブ材を研究していによる非極性・半極ます。

性Ⅲ族窒化物作製b. アモノサーマル法による結晶作製条件がとその物性評価

各鉱化剤NH₄X(X=CI, Br, I) における圧力と育成膜厚Group-Ⅲ nitrides
by ammonothermal synthesis
Fundamental research on
thermodynamics, kinetics, andchemistry of solution of group-III

temperature, pressure, am-polar, semi-polar group-III

monia cracking.

nitrides(c) Bulk crystal growth of non-nitrides for the growth of large
single crystals as substrate innitride electronics and optoelectronics.
Main research topics:(a) Investigation on the corrosionof alloys under supercriticalammonothermal conditions.
(b)Effect of ammonothermal conditions on crystal growth,such
as precursors, mineralizers,

アモノサーマル法によりHVPE-GaN種結晶上に育成したGaN

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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11.8.26 5:49:51 PM

エネルギーデバイス化学研究分野

固体イオン物理研究分野

金属資源循環システム研究分野

Chemistry of Energy Conversion Devices

Solid State Ion Physics

Metallurgy and Recycling System for Metal Resources Circulation

本間研究室

河村研究室

中村研究室

●高容量・高出力型リチウム二次電池●リチウム電池の劣化診断技術開発●大容量キャパシタの設計●薄膜リチウム電池の開発と界面イオン移動研究●
「人工鉱床～ Reserve to Stock ～」新しい
金属リサイクルへの取り組み●グラフェンの合成とエネルギー材料への応用●燃料電池材料のプロトン移動機構の研究●太陽電池・燃料電池用の新材料・新デバイスの開発●ガラス・過冷却液体のイオンダイナミクス研究●超 臨界・プラズマ・レーザー等を用いた先端デバイスプロセスの基礎研究□D egradation diagnosis of lithium batteries□D evelopment and analysis of thin film lithium bat‑teries□Proton dynamics of fuel cell materials□Ion dynamics in supercooled liquid and glasses

HONMA LabKAWAMURA Lab□H igh power and high energy lithium‑ion batter‑ies□Design of high energy capacitor□S ynthesis of graphene and its applications forenergy devices□D evelopment of novel materials and devices forsolar cells and fuel cells□Advanced device processings using supercriticalfluids/plasma/laser

環境適合素材プロセス研究分野
Environmental-Conscious Materials Processing

有山研究室
ARIYAMA Lab●次世代高炉数式モデルの開発

固体イオニクス・デバイス研究分野●バイオマスなど有機系廃棄物由来炭材の高機能化による酸化鉄還元反応の高速化

Solid State Ionic Devices

水崎研究室●新しい CO₂ 吸収プロセスの研究

MIZUSAKI Lab●固体酸化物燃料電池／高温水蒸気電解／各種
化学センサの材料と要素技術の開発●イ オン機能材料の機械的・熱的・電気化学的安定性のデザインと評価●固 体酸化物（バルク、界面）のイオン、電子の化学平衡と輸送現象に関する基礎研究●固体電解質系の電極反応論の構築●固体酸化物形燃料電池の機械的信頼性評価法の研究および長期安定性●製鋼スラグ中有害元素の固定化によるスラグの利材化、リサイクル重調和型製鉄プロセス
視の環境の開発□D evelopment of the advanced mathematicalmodel of blast furnace□U tilization of new material like biomass and im‑provement of reduction rate with high reactive
burden□N ew sequestration process of carbon dioxidefrom ironmaking□U tilization of slag and recycling of wastes from
cities in the integrated steel works□D evelopment of materials and technologies forsolid oxide fuel cells, high temperature waterelectrolyzers, and gas sensors□D e v e l o p m e n t o f n e w s o l i d s t a t e i o n i cdevices("chemical potential micro probe", "solidstate high temperature stress sensor" etc.)□B asic research on defect equilibrium, transport in
the bulk and boundaries, and mechanical proper‑
ties of solid oxides□D evelopment of electrodics in solid state electro‑
chemical systems□R esearch on the electrochemically induced
chemical and mechanical properties

NAKAMURA Lab●透明電極向けインジウム使用量低減技術開発●臭素系難燃樹脂の熱分解処理ならびに重金属
酸化物の臭素化反応に関する研究●硫酸第一鉄溶液の酸化によるスコロダイトの生成ならびに結晶成長●銅製錬煙灰からの銅と砒素の分離浸出に関する基礎的研究●有 機溶媒中の超音波キャビテーション場のアーク放電によるナノカーボン材料の作製●超音波で挙動制御したマイクロバブルによる高速浮上分離プロセスの開発に関する研究●超音波照射によるマイクロバブルの高速挙動を利用した新規洗浄プロセスの開発●オキシハロゲン化合物の生成に関する基礎的研究●鉛製錬工程を利用したブラウン管鉛ガラスカ
レットの資源化処理プロセスに関する研究●海底熱水鉱床の乾式製錬に向けた基礎的検討●タンタルコンデンサの乾留処理による金属タ
ンタルの未粉化回収プロセスの開発●自動車に関する白金のマテリアルフロー□“Artificial mineral deposit～Reserve to Stock～”□Technology of decreasing indium in ITO transpar‑ent electrode□T hermal decomposition of brominated flame
retardant plastics and bromination of metallic
oxides□S ynthesis of Scorodite by oxidation of ferrous
sulfate solution□S eparate dissolution of copper and arsenic fromcopper smelting dusts□S ynthesis of nanocarbon materials by an elec‑
tric plasma in the ultrasonic cavitation field oforganic solutions□Froth separation technology using microbubbles
controlled by ultrasonic irradiation□D evelopment of new cleaning technology using
high‑speed motion of microbubbles under ultra‑
sonic irradiation□F ormation mechanisms of ox yhalogen com‑pounds□R esource recovery treatment of CRT glass cullet
utilizing the lead smelting process□P yrometallurgical treatment of hydrothermal ore
deposits□R ecovery of metallic tantalum from the wastetantalum condensers□M aterial flow of platinum for automobile

サステナブル理工学
研究センターRESEARCH CENTER FOR SUSTAINABLE SCIENCE & ENGINEERING
基幹金属および希少金属の製精錬プロセスのエネルギー効率向上と低炭素化、革新的な素材リサイクルシステムの構築や高度な廃棄物処理プロセ
スに関する技術開発に加え、再生可能エネルギーの創出とその高効率変換と使用のための新しいデバイスや材料の開発など、地球環境の保全およびサステナブル社会の構築に不可欠な研究を有機的、融合的に推進します。
The research center has been organized to promote studies essential for the protection of global environment and the crea‑tion of sustainable society and carries out researches to improve the energy efficiency of various metal production andrecycle processes and to develop new devices and materials for renewable energy creation and its efficient conversion.

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11.9.20 5:59:42 PM

Chemistry ofEnergy Conversion Devices

HONMA
Lab

本間

格 教 授

Itaru HONMA, Professor

宇根本

篤 助 教

Atsushi UNEMOTO, Assistant Professor

笘居

高明 助 教Takaaki TOMAI, Assistant Professor

専門分野・キーワード

再生可能エネルギー／ナノテクノロジー／リチウム二次電池／太陽電池
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
renewable energy ／ nanotechnology ／ lithium ion secondary battery ／ solar cells
エネルギーデバイス化学研究分野

本間研究室

i.honma@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=76

ナノテクノロジーを低炭素化社会構築に貢献させる
本間研究室では２１世紀の科学技術が取テクノロジーの基礎研究から高容量・高出電気自動車や再生可能エネルギーの基盤強

り組む最重要課題である地球持続技術・低力型リチウム二次電池、全固体型リチウム化に貢献します。

炭素化社会構築の為にナノテクノロジーを

二 次 電池、金属空気利用した再生可能エネルギー技術のフロン

電 池、大 容 量キャパ

ティア開拓を行います。新デバイス・新材料

シタ、太陽電池などの開発を中心に、太陽電池、燃料電池、二次

高 性 能 電 極 材 料・デ電池等の革新的エネルギー技術を世に発

バイス創製の精密 化

信し地球温暖化対策のイノベーションを起学プロセスを研究してこすことを目的としています。

います。 これらの 革

革新的エネルギー変換デバイスを実現す

新 的エネルギーデバ

るために、単原子層電極であるグラフェン、イスを要素技術として

金属酸化物ナノシート、ナノ結晶活物質、イ

低炭素化社会技術でオン液体、表面ナノ薄膜などの革新的ナノあるスマートグリッド、

Energy technology innovations via frontier nanotechnology
and nanoscience
Honma laboratory investigatesvanced nanomaterials and nan-ergy storage devices for electrica frontier nanotechnology andochemistry such as monoatomi-

vehicles, smart grids, solar cells

nanoscience for an advanced

clayered electrode graphene,

backups for building next genera-

renewable energy technology, in

nanocrystalline electrodes, na-tion renewable energy systems.

order to contribute a global sus-

nosheet materials, ionic liq-

tainability and industrial growthuids, interfacial nanofilms.

with low emission and environ-these advanced materials

mental conscience. The concept

can be applied to develop

would be most important andhigh energy density elec-

challenging issues to scientists

trodes, high ion conduc-in 21st century.

tive electrolytes of all solid

In particular, we focus on re-state lithium ion secondary

searches on fine chemistry ofbattery, super capacitors,

energy devices employing ad-

which are fundamental en-

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 43

11.8.26 5:50:17 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

水崎純一郎 教 授

Junichiro MIZUSAKI, Professor

八代

Keiji YASHIRO, Senior Assistant Professor

圭司 講 師Solid State Ionic Devices

MIZUSAKI
Lab

専門分野・キーワード

固体イオニクス／固体内拡散／界面過程／エネルギー変換／メカノエレクトロケミストリー
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
solid state ionics ／ diffusion in solid ／ interface process ／ energy conversion ／mechano-electrochemistry
mizusaki@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=47

固体イオニクス・デバイス研究分野

水崎研究室

RESEARCH CENTER FOR SUSTAINABLE SCIENCE & ENGINEERING

セラミックスや高分子などの固体内部をMEMS 応用まで、新デバイス創製と基礎学て現象を解明します。また、その際に必要とイオンが高速に移動する「固体イオニクス材理の研究を行っています。固体酸化物バル

なる高温その場観察の新手法開発にも積極料」は、幅広い応用展開を孕んだ未来材料

クや界面のイオン、電子の化学平衡と輸送的に取り組んでいます。イオン移動と機械です。イオンと電子の双方が移動する混合現象を取り扱うため、高温電気化学系につい的安定性の関連にも学理を展開中です。

導電製材料と専らイオン移動が電気を運ぶての速度論的 / 平衡論的アプローチによっ

イオン伝導体の組合せが多様な機能素子をサステナブル理工学研究センター

エコエネルギーシステム用固体イオニクスデバイス創製と基礎科学

生み出します。本研究分野では、燃料電池・
新型二次電池などの高効率エネルギー変換
システム、ガス透過膜・高効率水蒸気電解などの水素エネルギーシステム技術、炭酸ガ
ス・窒素酸化物・硫黄酸化物などの各種ガ
スセンサーや有害物質分解装置などの環境適応化技術を視野に、その大規模応用から

Defect chemistry, mechano-electrochemistry and relaxation
kinetics for novel solid state ionic devices in eco-energy systems
For the achievement of sustain-

fect equilibrium and transport inable society, we aim to develop

the bulk and interfaces of solid

new or improved solid state ionicoxides.

devices on the basis of further

Electrodics in high temperature

understanding on dynamics andelectrochemical systemkinetics of ion transport in solids

Development of in-situ evalu-

and high temperature chemical

ation techniques on solid stateand mechanical stability of ma-

ionic devices.

terials . Typical subjects are;Development of a new field,

Development of materials andMechanio-electrochemistry, totechnologies for solid oxide fuelreveal the relationship between

cells, high temperature water

mechanical properties and de-electrolyzers, and gas sensors.

fect chemistry in solid state

Fundamental researches on de-ionic materials.

43 l 44

多元本文_一六.indd 44

11.8.26 5:50:32 PM

Solid State Ion Physics

KAWAMURA
Lab

河村

純一

教

授

Junichi KAWAMURA, Professor

武野

幸雄

助

教

Yukio TAKENO, Assistant Professor

桑田

直明

助

教

Naoaki KUWATA, Assistant Professor

R.Baskaran

助教

Rangasamy Baskaran, Assistant Professor

高橋

助

教

Junichi TAKAHASHI Assistant Professor

純一

専門分野・キーワード

固体イオニクス／イオンダイナミクス／核磁気共鳴分光／薄膜二次電池
固体イオン物理研究分野

河村研究室

SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
solid state ionics ／ ion dynamics ／ nuclear magnetic resonance ／ thin-film rechargeable
battery
kawajun@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=39

固体イオン物理を用いた循環型・高効率エネルギー社会の実現
河村研究室では、固体中のイオンの動きをレーザーと核磁気共鳴（NMR）を用いて研ピーダンス、誘電緩和、電池特性，電気化学）等を用いています。

究し、新物質開発や環境・エネルギー問題の解決につなげることを目指しています。
最近の主な研究テーマとして、1. リチウム電池の劣化診断技術開発、2. 薄膜リチウム電池の開発、3. 燃料電池材料のプロトン移動機構の研究、4. ガラス・過冷却液体のイ
オンダイナミクス研究などが挙げられます。
研究手法として、1. レーザー光学（レー
ザー蒸着法、ラマン散乱、光 Kerr 効果）、2.
核磁気共鳴（NMR）（固体多核 NMR、拡散係数、イメージング）、3. 電気測定（イン

Solid-state ion physics bring innovation
to our life
We investigate ion dynamics in

We use the following tech-solid by electrical, optical andniques;nuclear magnetic resonance

1. L a s e r(NMR) techniques to develop(PLD for lithiumo pt i c s

new ionic conductors and solid

ion battery, Ra-state ionic devices.

man spectrosco-

Recent research subjects are;py, optical- Kerr,

1.degradation mechanism of lith-etc.), 2.NMR (re-iumion batteries, 2.developmentla xation, dif fu -and analysis of thin-film lithium

sion, micro- imag-

batteries, 3.proton dynamics ofing), 3.Electricalfuel cell materials, 4.ion dynam-

Measurements

ics in supercooled liquid and(impedance, elec-

glasses.

trochemistry).

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 45

11.8.26 5:50:46 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

有山

達郎 教 授井上亮 准教授

Ryo INOUE, Associate Professor

植田

滋 助 教

Shigeru UEDA, Assistant Professor

Tatsuro ARIYAMA, Professor

Environmental-Conscious
Materials Processing

ARIYAMALab

専門分野・キーワード

地球環境／製鉄プロセス／数式モデル／リサイクル
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
global warming ／ ironmaking ／ steelworks ／ mathematical modelingariyama@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=54

環境適合素材プロセス研究分野

有山研究室

RESEARCH CENTER FOR SUSTAINABLE SCIENCE & ENGINEERING

素材産業の代表である鉄鋼は我が国を支気相、固相、液相間の相互作用、エネルギー料、二酸化炭素を高速に隔離できる吸収材

える重要な基盤産業ですが、地球環境問題、移動、化学反応を表現できる新しい数式モ

設計、製鋼スラグ中有害元素の固定化、ス

地域との共生の必要性から大きな変換を求デルの開発を行い、今後の低炭素製鉄プロ

ラグの利材化など、様々な角度から環境調められています。当研究室では鉄鋼プロセ

セスの姿を追求しています。さらに、バイオ

和型の新しい製鉄プロセスの実現を目指し

スの核である高炉など高温プロセスを対象

マスを機能的に利用した低炭素高炉用原ています。

に、速度論、コンピューターシミュレーショ

サステナブル理工学研究センター

環境との調和を目指した新しい素材プロセスの追及

ン、熱力学を活かし、低炭素製鉄プロセス、
循環型社会実現を目指した研究を展開しています。高炉のモデル開発に関しては、高炉内を構成する個々の粒子運動解析が可能な離散要素法（DEM）を用いて、固体粒子の装入から消失までを高精度にシミュレート
し、連続体モデル（CFD）との結合によって、Environmental-conscious materials processing
and development of advanced mathematical model
A variety of environmental-

bon neutral materials such as

furnace capability. Moreover,related problems in the social

biomass has been pursued fornovel absorbent material forsystems like global warming

the global environment and co-

CO2 sequestration is actively

and wastes have been ex-

existence with regional society.

studied by application of first-

posed. From this background,In particular, a new hybrid math-principle calculation.

in our laboratory, new process

ematical modelfor decreasing CO₂ emissionsof blast furnacefrom the integrated steel works

combining Dis-are studied on the basis of newcrete Element

burden design for low carbon

M et h o dblast furnace and the advanced

Computational

mathematical model. Moreover,

Fluid Dynamics

effective utilization of wastes

is developed tofrom the steel works and car-improve a blast

w it h45 l 46

多元本文_一六.indd 46

11.8.26 5:51:00 PM

Metallurgy and Recycling System
for Metal Resources Circulation

NAKAMURA
Lab

中村

崇 教 授

柴田

悦郎 准教授飯塚

淳 助 教

Takashi NAKAMURA, Professor
Etsuro SHIBATA, Associate Professor
Atsushi IIZUKA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

金属資源循環／非鉄金属製錬／廃棄物の無害化処理技術／社会基盤システムの開発
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
metal resources circulation ／ nonferrous metallurgy ／ waste treatment ／social system for recycling
金属資源循環システム研究分野

中村研究室

ntakashi@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=52

金属資源循環システムの構築に向けて
本研究分野では、資源循環、特に金属資源

その他にも新規な物理選別技術の開発や材料の開発など化学熱力学のみでは対応できの国内における効率的な循環利用を実現する

液中プラズマプロセスによる低環境負荷機能ない技術課題へも積極的に取り組んでいます。

ために、非鉄金属製錬業を基盤とする金属資
源リサイクル、廃棄物の無害化処理技術、エネ
ルギー回収、処理過程における低環境負荷技術の開発ならびに社会基盤システムの開発を行っています。
主に化学熱力学を学問ベースとし、金属資
源リサイクルに関しては乾式製錬プロセスなら
びに湿式製錬プロセスを駆使した技術開発を行っています。また、それに伴う廃棄物処理や各製錬所間ならびに中間生成物処理施設のリンクによる有価
金属の回収

環境汚染物質の除去や安定化処理技術の開発も行っています。

Metallurgy and recycling system
for metal resources circulation
Our aim is to develop the proc-□New solution plasma process

ess technologies and social sys-

to synthesize metal-carbon

tems for metal recycling, waste

nanocomposites (Environmen-

detoxification and energy re-tal Material)covery based on the nonferrous□Innovative process-metal smelting industries.

es of physical sepa-□T hermal and hydro process-ration and washinging for metal recycling andte chnolog ywastes treatment (Chemical

microbubbles andThermodynamics)

ultrasound (Physical□S ocial system for sustainable

砒素の安定化処理に向けた、新規合成プロセスで作製したスコロダイト (FeAsO₄･2H₂O) 粗大粒子

u singTreatment)

society (Reduce, Reuse andRecycling of wastes and materials)

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 47

11.8.26 5:51:13 PM

軟X 線顕微計測研究分野

電子線干渉計測研究分野

走査プローブ計測技術研究分野

Soft X-ray Microscopy

Electron Interference Measurement

Advanced Scanning Probe Microscopy

栁原研究室

進藤研究室

米田研究室

●透過型軟X線顕微鏡の開発と生体試料観察への応用●高 分解能電子顕微鏡法による表面・界面での原子配列の解析●走 査型トンネル顕微鏡（STM）を用いた分子観察 ･ 計測●軟X線用高分解能対物鏡システムの新規開発●電磁場制御と伝導性評価のための電顕内探針操作技術の開発●ト ンネル分光を用いた分子振動・スピン計測などのナノスケール化学分析●ローレンツ顕微鏡法と電子線ホログラフィーを用いた磁区構造・磁化分布の解析●微細加工素子と分子素子の融合に向けた界面
計測・制御●エネルギーフィルター電子顕微鏡を用いたその場観察による相変態機構の解明●ス ピントロニクス・量子コンピューターの基礎となるスピンの制御●複数探針を活用した電子線ホログラフィーによる電池材料の電場解析●環 境触媒の基礎解明に向けた表面・分子相互作用の研究□Analysis of atomic arrangements at surfaces andinterfaces by high‑resolution electron microscopy□Image processing of digitized electron microscope
images on atomic scale□A nalysis of magnetic domain structure and magnetization distribution by electron holography□S tudy of phase transformations by in situ observations with an energy‑filtered transmission
electron microscope□Electric field analysis of electric battery materials byelectron holography utilizing plural microprobes.

□O bservation and chemical characterization of
single molecule using scanning tunneling microscope (STM)□C hemical analysis using molecule vibration andspin detection with an atomic resolution□Interface engineering to combine Si technology
and molecule electronics□Spin control for molecule spintronics and quantum
computing□M olecule‑surface interaction dynamics for environmental catalysis resear

YANAGIHARA LabSHINDO Lab●曲面鏡の全面で反射波長帯域を制御できる周期膜厚制御多層膜形成法の開発●軟 X線多層膜結像鏡のサブ nm 波面誤差の干渉計測と補正法の開発□D evelopment of a transmission‑type soft X‑ray
microscope and its application to biologicalsamples□H igh‑resolution objective systems for the soft
X‑ray microscope□M ultilayer fabrication with accurate thickness
control over the whole curved substrate enabling
imaging applications□Accurate reflection phase measurement and correction of soft X‑ray imaging multilayer mirrors

電子回折・分光計測研究分野
Electron -Crystallography and -Spectroscopy

寺内研究室

KOMEDA LabTERAUCHI Lab●ナノスケール軟Ｘ線発光分光装置の開発研究と物性物理学への応用●超高分解能 EELS によるボロン・カーボンナ
ノネットワーク物質の電子状態の研究●強 相関遷移金属酸化物および準結晶の構造・電子状態の研究●収 束電子回折法によるナノ結晶構造・価電子分布解析法の開発と応用●収束電子回折法による構造相転移および結晶
格子歪み解析法の研究□E lectronic structures of boron compounds andnano‑network materials□Crystal and electronic structures of ferro‑electricmaterials, transition‑metal oxides and quasicrystals□D evelopment and application of nm‑scale crystal
structure refinement method by CBED□D evelopment and application of high energy‑
resolution EELS and SXES microscopes

先端計測
開発センターCENTER FOR ADVANCED MICROSCOPY AND SPECTROSCOPY
先端計測開発センターは、既存の装置を購入しての応用ではなく、独自の装置開発を行い、軟 X 線や高エネルギー電子線、さらにトンネル電子などを活用して最先端の計測技術開発を行うと同時に、開発した技術の社会への還元をすることを目標としています。この独自の装置開発を実施するため、装置メーカーの他、極めて高い技術力をもつ本研究所の技術室との連携を積極的に進めています。
This center aims for original developments of measurement methods and instruments, and return those to societies. At present,
four groups of Electron Interference Measurement, Electron Crystallography & Spectroscopy, Advanced Scanning Probe
Microscopy and Soft X-ray Microscopy are in action, under collaborations with Technical Service Section and companies.

多元本文_一六.indd 48

11.8.26 5:51:23 PM

Soft X-ray Microscopy

YANAGIHARALab栁原美廣 教 授Mihiro YANAGIHARA, Professor

江島丈雄 准教授Takeo EJIMA, Associate Professor

羽多野

忠 助 教

Tadashi HATANO, Assistant Professor

津留

俊英 助 教Toshihide TSURU, Assistant Professor

豊田光紀 助 教Mitsunori TOYODA, Assistant Professor

専門分野・キーワード

軟Ｘ線／多層膜ミラー／顕微鏡／生体試料
軟X 線顕微計測研究分野

栁原研究室

SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
soft X-ray ／ multilayer mirror ／ microscopy ／ biological samples
m.yanagi@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=43

広視野・高分解能軟Ｘ線顕微鏡の開発と生体試料観察への応用
多層膜ミラーを用いた透過型軟Ｘ線顕微の観察を可能にするなど、今までにない機

い新型対物ミラーの開発を並行して行って鏡は、波長が光学顕微鏡より1桁以上短く、能を持った顕微鏡が期待できます。当研究います。

回折限界に近い 30 nm の空間分解能が得分野では、このようられ、また、軽元素の透過率の違いによるな広 視 野・高 分 解

コントラストが得られるので、生体試料の高能軟Ｘ線顕微鏡の分解能観察に有望です（図1）。さらに、光開発を目標とし、そ学顕微鏡と同程度の広視野観察ができる

れに必 要な基盤技

ので、小は細胞小器官から、大は生体組織術として、膜厚制御に至るまで階層限界を超えた撮像が可能で多層膜形成法の開す（図 2）。その上、パルスレーザーを集光し発、多 層 膜 ミラーて得られるレーザープラズマ（LPP）を光源との波面補正技術としているので、ブラウン運動から要請される干渉計測技術の開短時間露光ができるため、生きた生体試料

発、及び 外 乱に強Development of a wide-field-of-view and high-resolution
soft X-ray microscope and its application to biological samples
A transmission-type soft X-

2). Besides, we can also observe

multilayer mirrors, and novel SX

ray (SX) microscope based onfine structures in-vivo in a short

objective systems insensitive to

multilayer mirrors is promising

period of time required from theexternal disturbance.

to observe biological samples

Brownian motion using awith a 30-nm spatial resolution

laser–produced plasmaand high contrast, which origi-

SX source. In order to de-nate from the short wavelength

velop and demonstrateof SX and the difference in SX

the SX microscope, wetransmittance among the lightalso study SX multilayer

elements, respectively (Fig. 1). It

fabrication with lateral-also enables us to make super-ly-graded period thick-hierarchical observation fromness, accurate reflec-organelles to biological tissues

tion phase manipulation

due to the wide field of view (Fig.

and measurement of SX

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 49

11.8.26 5:51:40 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

寺内

正己 教 授Masami TERAUCHI, Professor

津田

健治 准教授Kenji TSUDA, Associate Professor

佐藤

庸平 助 教Yohei SATO, Assistant Professor

Electron -Crystallography
and –Spectroscopy

TERAUCHI
Lab

専門分野・キーワード

電子顕微鏡／収束電子回折／電子エネルギー損失分光法／ X 線発光分光法
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
transmission electron microscopy ／ convergent-beam electron diffraction ／ electronenergy-loss spectroscopy ／ X-ray emission spectroscopy
terauchi@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=14

電子回折・分光計測研究分野

寺内研究室

電子線を用いた局所領域の構造・物性解析手法の開発と応用
我々のグループでは、新規材料開発におてきました。図1は、収束電子回折法を用い（矢印）。図 2は、新規開発した軟 X 線発光

いて重要な、顕微鏡法を基盤とした微小領

た精密結晶構造解析により明らかになった、

分光器により測定した、金属 Li と酸化 Li の域の精密構造解析や物性解析技術の開発

FeCr₂O₄ スピネル酸 化 物の Fe-3d 軌 道 電

Li-K 発光スペクトル。ピークの非対称性はと応用を目指しています。これまでに、世子の秩序状態を示す静電ポテンシャル分布

価電子のエネルギー分布を反映しています。

界初の精密構造解析用分光型電子顕微鏡
および解析ソフトウェア、汎用型高分解能
EELS 電子顕微鏡、世界初の価電子状態分CENTER FOR ADVANCED MICROSCOPY AND SPECTROSCOPY

析装置の開発と物性物理学分野（機能性ナノ粒子、強誘電相転移物質、強相関電子系
物質、高次元結晶、フラレン、ナノチューブな
どの構造・物性研究）への適用を行い、物性の解明と同時に手法の有用性の実証を行っ

Development and applications of crystal and electronic structure
analysis methods based on transmission electron microscopy
Our lab develops accurate na-

croscope and XES instruments

heat-shielding property(a reso-

nometer scale characterizationfor electronic structure analysis

nant peak energy in near infra-

methods of crystal structures by

were developed. Fig.1 shows a

red energy region of a metallic

convergent-beam electron dif-visualization of the electro -nano-particle by high energy-

fraction (CBED) and electronic

static potential distribution ofresolution EELS.

structures by electron energy-

sp₃

loss spectroscopy (EELS) and X-

change of Si de-ray emission spectroscopy (XES)

termined by ourfor analyses of new functionalcr ystal struc-materials. For the purpose, ature refinement

new Ω-filter electron microscope

method based

and a refinement software foron CBED. Fig.2

crystal structure analysis and ashows a direct

high energy-resolution EELS mi-evaluation of a

先端計測開発センター

析電子顕微鏡、などの新しい構造・物性解

bonding

49 l 50

多元本文_一六.indd 50

11.8.26 5:51:53 PM

Electron Interference
Measurement

SHINDOLab

進藤

大輔 教 授Daisuke SHINDO, Professor

村上

恭和 准教授Yasukazu MURAKAMI, Associate Professor

赤瀬善太郎 助 教

Zentaro AKASE, Assistant Professor

専門分野・キーワード

電子線ホログラフィー／透過電子顕微鏡法／微細構造／伝導性／電磁場
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
electron holography ／ transmission electron microscopy ／ microstructure ／ conductivity ／ electromagnetic field
電子線干渉計測研究分野

進藤研究室

shindo@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=57

ナノ領域での構造・伝導性・電磁場の多元解析
電子の波動性に注目しその干渉効果を元的解析を展開しています。

る帯電・電子放出機構の解明。
（4）先端ハー利用した電子 線ホログラフィーは、ナノス

主な研究内容は以下のとおりです。
（1）

ド・ソフト磁性材料のナノスケール磁区構

ケールで電磁場を可視化できる最先端の科

電子線ホログラフィーによるナノスケール電造解析。
（5）高温超電導体、強相関電子系

学技術です。我々は電子線ホログラフィー

磁場計測の高精度化。
（2）電磁場制御と新物質の磁束イメージング。

を活用して先端材料内外の電磁場を高精伝導性評価のための電顕内探針操度で計測する研究を行っています。対物レ作技術の開発。
（3）電場解析によンズに磁気シールドを導入するなど電子顕微鏡本体の改造を行う一方、試料ホルダーにも複数の探針を導入し、ピエゾ駆動操作することにより電磁場制御を行うとともに、局所領域での伝導性評 価も実施しています。汎用の電子顕微鏡法による構造・組成情報に加え、電磁場・伝導性を評価する多Multidisciplinary research for structure,
conductivity and electromagnetic field in nanometer-scaled area
Electron holography, which ispole piece dedicated to magnet-

based on the interference of

ic domain observations, and aelectron wave, is a powerful

special equipment

technique to visualize electro-

tomagnetic fields.

probes inside them ovetion in nanometer-scaled area.

m ic ro -We are devoted to precisetransmission elec-

measurements of the electro-tron microscope.

magnetic fields in many ad-

These techniquesvanced materials, both in hardenable simultane-and soft matters.

ous measurements

Special efforts are made toof the electromag-

develop unique tools that are

netic fields, con-combined with electron holog-

ductivity, structure,

raphy: e.g., a magnetic-shielded

as well as composi-

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 51

11.8.26 5:52:08 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

米田

忠弘 教 授高岡

毅 講 師

道祖尾恭之 助 教

Tadahiro KOMEDA, Professor

Advanced Scanning
Probe Microscopy

KOMEDALab

Tsuyoshi TAKAOKA, Senior Assistant Professor
Yasuyuki SAINOO, Assistant Professor

専門分野・キーワード

走査プローブ顕微鏡／量子コンピュータ／スピンエレクトロニクス／ ESR-STM
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
scanning tunneling microscope ／ quantum computing ／ spintronics ／ ESR-STM
komeda@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=58

走査プローブ計測技術研究分野

米田研究室

スピントロニクスへ向けた単一スピンの検出と操作
本研究室では、、走査型プローブ顕微鏡

知しました。この近藤状態は金属イオンでは知する手法、ESR-STM を開発し、シリコンを中心とした装置開発を通じて、ナノ領域科

なく、有機リガンドから生じていることを示

酸化膜中のスピンの検出に成功しています。

学の基本となる計測技術や原子分子制御技

し、それを利用して分子術を開拓し、分子の特徴を生かした素子開を STM 探針で回転させ発を行なおうとします。特に近年、量子コンることでスピンのオン・ピューターやスピントロニクスへの応用からオフが可能な事を示しま

単一スピン検出が求められており、我々は単した。

を生かした用いた分子スピントロニクス素子が磁場中で歳差運動をの開発を進めています。

行うことを利用し、その単一スピン検出の手法として、孤立スピン

周期に同期したトンネルと伝導電子が形成する近藤状態を測定する

電流の変化を周波数分方法を用いて、単一分子磁石のスピンを検解することでスピンを検CENTER FOR ADVANCED MICROSCOPY AND SPECTROSCOPY

また局在したスピン

Single spin detection and manipulation
for molecule-spintronics
The detection of a single spin

patibility with solid devices andSMM by detecting Kondo states.

is demanded for variety of ap-

atom-scale spatial resolution.

We found that the Kondo peakplications, e.g., for reading andWe successfully developed ESR-

intensity shows a clear variation

manipulation of isolated spins

STM instrument which can de-with the conformational change

for spintronics and quantum

tect the single spin in SiO layers.

of the molecule; namely the azi-

computation. We are developing

In addition, for the realization of

muthal rotational angle of the Pc

instrumentation of the detection

the molecular-spintronics, sin-planes.

of a single spin using scanninggle moleculetunneling microscope (STM). Es-

magnet (SMM)

pecially, a method that detects

is one of thethe Larmor precession by moni-

most promis-

toring a variation of tunnelinging material.

current, called ESR-STM, has a

We investigat-

large advantage due to its com-

ed the spin of

先端計測開発センター

一スピンの検出手法の開発と、分子の特徴

51 l 52

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東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 53

11.8.26 5:52:36 PM

高分子ハイブリッドナノ材料研究分野

ハイブリッド炭素ナノ材料研究分野

光機能材料化学研究分野

Polymer Hybrid Nanomaterials

Hybrid Carbon Nanomaterials

Photo-Functional Material Chemistry

宮下研究室

京谷研究室

中川研究室

●高分子ナノシートをテンプレートとした金属／半導体ナノ粒子・カーボンナノチューブな
どのナノ物質の配列集積技術開発●スピルオーバーを利用した水素貯蔵材料の開発●光反応性単分子膜の開発と応用●有 機・無機ハイブリッドナノ材料による光・電子デバイスの創製●炭素ナノ薄膜を用いたナノエレクトロデバイ
スの開発●熱ナノインプリントによるコインメタルの微細加工●カーボンナノジャングルジムの合成と応用●光ナノインプリント用密着単分子膜と光硬化樹脂の創製

MIYASHITA LabKYOTANI Lab●ナ ノ接着、ナノ界面の自在構築およびナノポ
リマー成形加工技術●フィルムエレクトロニクスを目指したソフト
系ナノデバイスの開発□Polymer nanosheet assembly for the ''film elec‑
tronics'' materials□S tudies on near‑field coupling between localized
surface plasmons and polymer nanosheet films□E lectric and electrochemical behavior in highlyorganized polymer nanosheet films□M icro‑nano size electric circuit fabrication using
laser induced pyrolysis (LIP) process□D ynamic interface for nano‑actuator and na‑
no‑sensor

有機ハイブリッドナノ結晶材料研究分野
Organic and Hybridized Nanocrystals

及川研究室
OIKAWA Lab●有 機・高分子ナノ結晶のサイズ・形態制御と光学特性評価●有機̶無機ハイブリッドナノ結晶の新規作製法の開発と物性評価●ナ ノ結晶・粒子のカプセル化、集積化ナノ構造体制御と光機能物性●励起子̶局在型表面プラズモン相互作用の解析●有機半導体薄膜のプラズモン / ポラリトン特性●生理活性物質のナノ結晶化□Fabrication of well‑defined organic and polymer
nanocrystals, and their optical properties□D evelopments of novel fabrication processes
for organic‑inorganic hybridized nanocrystals,
their characterization, and evaluation of physi‑
cal properties□E ncapsulation of nanocrystals / nanoparticles,ordered array‑controlled nanostructures on a pat‑terned substrate and optical function□M utual interaction between exciton and localized
surface plasom on nano‑level□Plasmon and polariton behaviors in organic semi‑
conductor thin film□N anocrystallization of bio-related materials●炭素被覆メソポーラス構造体を用いた燃料電
池・バイオセンサーなどへの応用●水分散性カーボンナノ試験管を用いたバイオ応用●シリコン系高容量リチウムイオン電池負極材料の開発□U se of zeolite templated carbon as energy stor‑
age media for hydrogen storage□S ynthesis of large‑area single graphenes forelectronic device□Template synthesis of ordered nanocarbons hav‑
ing single graphene sheets with negative Gaus‑
sian curvature□D evelopment of highly ordered carbon‑coatedmesoporous materials for fuel cell and biosen‑sor□U se of water‑dispersible carbon nano‑test‑tubes
as a capsule for drug and gene delivery system□D evelopment of silicon/carbon nanocomposite
for Li‑ion battery

ハイブリッド材料創製研究分野
Hybrid Material Fabrication

芥川研究室
AKUTAGAWA Lab●超 分子ローター構造を利用した強誘電体・焦電体・熱伝導体の開発●電荷移動型分子集合体デバイスの開発●新規な分子性導体・磁性体の開発●有機−無機ハイブリッド型ナノ構造を用いた分子デバイスの開発●巨大ポリオキサメタレート化合物の材料化□Ferroelectric, pyroelectric, and thermal conduct‑
ing materials from supramolecular rotators□M o l e c u l a r‑ a s s e m b l y d e v i c e s b a s e d o ncharge‑transfer interactions□N ovel molecular conductors and magnets□M olecular devices based on organic‑inorganic
hybrid nanostructures□D evice application of gigantic polyoxometalates

NAKAGAWA Lab●磁性中空粒子のエレクトロニクス応用と医療応用に関する研究開発□D evelopment of advanced organic monolayers
showing adhesive or antisticking property forthermal and UV nanoimprint lithography□D evelopment of ultrathin polymer resists for na‑
noimprint lithography and metal wet etching□Fabrication of nano/micro patterned metal thinfilms and their applications to optical and elec‑
tronic devices□Fabrication of magnetic micro/nano materials andproperties of their polymer composites□Fabrication of hybrid polymer materials dispersing
inorganic nanoparticles and their applications to
optical devices

自己組織化高分子材料研究分野
Organized Polymer Materials

下村研究室
SHIMOMURA Lab●散逸構造などの自己組織化により形成される
マイクロ・ナノ微細構造の創出●高 分子多孔質フィルム（ハニカム構造フィル
ム）の作製と組織工学・移植医療への展開●ハ ニカム構造フィルムを鋳型とする有機・無機ハイブリッドの作製と機能化●自己組織化による高分子ナノ微粒子の作製と機能化●自己組織化高分子ナノマテリアルの生産技術の開発□Preparation of hierarchically structured soft ma‑
terials by self‑organization□P reparation and application of metallized honey‑
comb‑patterned polymer films□P olymer nano‑particles having hierarchical mi‑
cro‑phase separation structures and their metal
hybrids□T issue culture devices for the regeneration
medicine based on honeycomb‑patterned poly‑
mer films□B iomimetic engineering based on self‑organiza‑tion

高分子・ハイブリッド
材料研究センター
POLYMER・HYBRID MATERIALS RESEARCH CENTER
当研究センターは、「高分子・ハイブリッド系関連のエレクトロニクス分野、フォトニクス分野、エネルギー分野、情報分野、及びナノテクノロジー分
野に供する新規機能性高分子・ハイブリッド系材料創製の学理と応用研究を行うことを目的」として発足し、特徴のある６研究分野で構成され、当該研究分野の推進、産学連携、大学院生の教育、および若手研究者の育成に努力しております。
The mission of PHyM Center is to promote Polymer and Hybrid Material Science & Technology applicable to next generationelectronics, photonics, energy devices, informatics, and nanotechnology. This Center is organized by 6 active laboratories,
aiming to promotion of the fields, the collaboration research and the education of graduated students for future.

多元本文_責.indd 54

11.9.20 6:01:47 PM

Polymer Hybrid Nanomaterials

MIYASHITALab

宮下

德治 教 授渡辺

明 准教授

Akira WATANABE, Associate Professor

三ツ石方也 准教授

Masaya MITSUISHI, Associate Professor

松井

Jun MATSUI, Assistant Professor

淳 助 教

Tokuji MIYASHITA, Professor

専門分野・キーワード

高分子ナノシート／光電子機能／ハイブリッド材料／ナノ材料
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
polymer nanosheet ／ optoelectronic device ／ hybrid material ／ nanomateria
高分子ハイブリッドナノ材料研究分野

宮下研究室

miya@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=59

自在集積・組織化による高分子ハイブリッドナノ材料の創製
高分子、金属ナノ粒子、半導体ナノ粒子、質が示す機能を階層的にハイブリッド化しナノカーボン、ナノ結晶、などの多様なナノ

た革新的な光電子機能発現およびその機物質を機能分担に従い、ボトムアップ的に構の解明を目指します。

自在集積・組織化し、合目的に融合した新ボトムアップ的手法を規なハイブリッドナノ材料の開発を目指してとおして、高分子ハイブ

います。独自に開発した両親媒性高分子材

リッドナノ集 積体によ料が、Langmuir-Blodgett 法 によって分 子

る次世代ナノデバイス

極限の厚さを有する高分子ナノシートとなる開発の基盤技術の構ことを見出しています。高分子ナノシートが築や「ボトムアップ型ナ示す自己支持性や自在集積の特徴を利用しノテクノロジー」の発展ながら、種々のナノ物質を分子系ビルディを目指した新素材の研ングブロックとしてナノメートルレベルで精究開発を行っています。

密に組織化することで、おのおののナノ物

Tailor-made fabrication ofpolymer hybrid nanomaterials
The research objective of ourscale. Bottom-up design of hy-

flexible optoelectronic nanode-group involves developing well-brid polymer assemblies allows

vice applications.

defined hybrid assemblies or-

us to create new

ganized with wide variety offunction (mainly re-nanomaterials such as polymer,

lated to photonics

metal/semiconductor nanoparti-

and electronics)

cles, nanocarbon, nanocrystal,and to elucidate

and silicon/germanium com-the mechanism inpounds. Polymer nanosheets

terms of structure-

prepared by Langmuir-Blodgett

property relation-technique serve as key materi-ship. These ap -als to assemble nanomaterials,

proaches will open

controlling the distance and theup new exciting

layer structure at the nanometer

opportunities for

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

多元本文_一六.indd 55

11.8.26 5:53:01 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

及川

英俊 教 授

笠井

均 准教授

小野寺恒信 助 教

Hidetoshi OIKAWA, Professor
Hitoshi KASAI, Associate Professor
Tsunenobu ONODERA, Assistant Professor

Organicand Hybridized Nanocrystals

OIKAWALab

専門分野・キーワード

有機ナノ結晶／ハイブリッドナノ結晶／集積化ナノ構造体制御／フォトニック材料
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
organic nanocrystals ／ hybridized nanocrystals ／ directed-assembled nanostructure control ／ photonic materials
oikawah@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=35

有機ハイブリッドナノ結晶材料研究分野

及川研究室

有機ハイブリッドナノ結晶の創成とフォトニック材料への展開
共役系有機・高分子物質と無機系物質（金

テロナノ界面の設計・構築、ハイブリッド化

造体制御を目指した表面プラズモン励起重属・半導体など）とのハイブリッドナノ材料

手法の開発と基礎物性解析、有機ナノ結晶

合反応の検証、フォトクロミック物質や電には、構成物質の多様な組み合わせ、サイおよびハイブリッドナノ結晶の集積・階層化

荷移動錯体のナノ結晶化、逆オパール周期

ズ・形状、内部構造とその界面相互作用にプロセスの構築と光・電子物性機能の評価

構造高分子薄膜などの研究展開も図ってい強く依存した特異な光・電子物性や反応性、を中心課題に据え、さらには、新規ナノ構ます。

新規機能の発現が期待されます。
当研究分野では、次世代フォトニクス材
料に資することを目的として、様々なタイプのコア—シェル型有機—無機ハイブリッド
ナノ結晶の創成とその集積化ナノ構造体制
御に関する研究を推進しています。すなわ
ち、大量作製も含めたより高度で精緻な有機ナノ結晶作製手法の開発、有機—無機ヘ

Creation of novel organic-inorganic hybridized nanocrystals
for next-generation photonic device materials
multi-photon polymerization,

hetero nano-interface and hy-

nanocrystallization of photo-expected to exhibit the pecu-

bridization method, directed-as-

chromic materials and charge-

liar optoelectronic and photonic

sembled nanostructure-control,transfer complex, and polymer

properties, which are strongly

and evaluation of optoelectronic

thin films having inverse-opal

dependent on combination of or-

and photonic functions. In addi-

periodic structure are also now

ganic and inorganic components,tion, surface plasmon-assisted

in progress.

・ HYBRID MATERIALS RESEARCH CENTER
POLYMER

design of organic-inorganic

size and shape, inner structure,and interface interaction.
Aiming to develop photonic
device materials, our researchgroup has extensively studied

高分子・ハイブリッド材料研究センター

In current material science,
hybridized nanomaterials areon mass-production of welldefined organic nanocrystals,

55 l 56

多元本文_一六.indd 56

11.8.26 5:53:19 PM

Hybrid Carbon Nanomaterials

KYOTANI
Lab

京谷

隆 教 授

西原

洋知 助 教Hirotomo NISHIHARA, Assistant Professor

干川

康人 助 教Yasuto HOSHIKAWA, Assistant Professor

Takashi KYOTANI, Professor

専門分野・キーワード

ナノカーボン／炭素被覆／水素貯蔵材料／電極材料
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
nanocarbon ／ carbon coating ／ hydrogen storage ／ electrode materials
ハイブリッド炭素ナノ材料研究分野

京谷研究室

kyotani@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=46

均一なナノ空間を反応場としたハイブリッドナノカーボンの合成
当研究室では、材料合成の反応場をナノ進めています。また、これらの高度に構造がメーターレベルで制御することでカーボン制御された無機ナノマテリアルを、電気二重材料をはじめとする種々の新しい無機材料

層キャパシタやリチウムイオン電池、水素貯とその複合体の開発を行っています。これ

蔵剤などの分野へ応用

までに、直径と長さが均一であるカーボンナ

し、高性能エネルギー

ノチューブ、ゼオライトのような規則正しいデバイスとして応用展細孔構造と世界最大の比表面積をもつ「ゼ開しているほか、高感度

オライト鋳型炭素」といったユニークなナノなバイオセンサーや薬カーボンの合成に世界に先駆けて成功して剤・遺伝 子を輸送する

いるほか、メソポーラスシリカなど無機多孔

カーボンナノカプセルな体の細孔表面をグラフェンシート数層で完

どのナノバイオ分野へ

璧に被覆する技術を開発するなど、ナノカーの利用も目指して研究

ボンの分野で世界をリードした研究開発をを進めています。

Synthesis of novel nanocarbon-materials
and their nano-hybrids
We are designing and develop-

veloped a method for a complete

to electronic device, electro-

ing novel nanocarbon materials

coating of the entire surface ofchemical capacitors, lithiumion

together with their hybrids bymesoporous silica with graph-batteries, hydrogen storage, bio-

controlling the reaction nano-ene layers. We are trying to ap-

sensors and capsules for drug

fields for the syntheses of theseply these unique nanomaterials

and gene delivery.

materials. One example is fully
tailored carbon nanotubes withuniform diameter and length.
Another noteworthy material iszeolite-templated carbon which
has structure regularity likezeolite and a surprisingly large
surface area up to 4000 m²/g.
In addition, we have recently de-

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

芥川

智行 教 授Tomoyuki AKUTAGAWA, Professor

菊地

毅光 助 教Takemitsu KIKUCHI, Assistant Professor

星野哲久 助 教Norihisa HOSHINO, Assistant Professor

Hybrid Material Fabrication

AKUTAGAWA
Lab

専門分野・キーワード

有機電子材料／分子性導体／分子磁性体／分子エレクトロニクス
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
organic electronic materials ／ molecular conductors ／ molecular magnets ／ molecularelectronics
akuta@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=75

ハイブリッド材料創製研究分野

芥川研究室

多重機能を有する分子性材料の創製
有機分子の設計自由度に着目した分子集の諸物性が設計可能となります。また、磁来の分子エレクトロニクスの実現に必要な合体の多重機能の構築および無機材料と性機能を有するアニオン性ユニットとの複基礎的な研究を試みています。

のハイブリッド化を試みています。導電性・合 化により、強 磁

磁性・強誘電性の観点から、分子性材料の性 － 強 誘 電 など

電子－スピン構造を設計し、その集合状態のマルチファンク

を制御する事で、マルチファンクショナルな

ショナルな分子 性

分子性材料の開発を行っています。例えば、材料の開拓を目指

分子性結晶内の分子回転に関する自由度をした研究を展開し設計し、分子の flip-flop 運動を利用した双ています。単結晶・

極子モーメントの反転が実現できます。カ

柔粘性結晶・液晶・チオン性の超分子ローター構造の回転周波

ゲル・LB 膜など多数・対称性・方向性などの精密制御から、強様な分子集合体を誘電体の転移温度・応答速度・抗電場など

研 究 対 象とし、将Fabrications ofmultifunctional molecular materials
will be essential for future mo-and magnetic anions formed thelecular electronics.

organic materials are examined

multifunctionalfrom the viewpoint of structural

ferroelectric - fer-

freedom of organic molecules.

romagnetic mate-

The spin and electronic statesrials. Diverse mo-of molecular-assemblies arelecular assemblies

designed in terms of electricalfrom single crys-

conductivity, magnetism, and fer-tal, plastic crystal,roelectricity. For example, theliquid crystal, gel,designs of flip-flop motions andto Langmuir-Blod-

dipole inversions in the crystals

gett film are ourrealized the ferroelectric prop-

research targets.

erties.

The hybrid assemblies

・ HYBRID MATERIALS RESEARCH CENTER
POLYMERwith the supramolecular rotators

高分子・ハイブリッド材料研究センター

Multifunctional molecular-assemblies and hybrid organic - in-

The researches

57 l 5 8

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Photo-Functional
Material Chemistry

NAKAGAWA
Lab

中川

勝 教 授

杉原

興浩 准教授Okihiro SUGIHARA, Associate Professor

久保祥一 助 教Shoichi KUBO, Assistant Professor

Masaru NAKAGAWA, Professor

専門分野・キーワード

材料化学／高分子科学／単分子膜工学／ナノインプリント
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
material chemistry ／ macromolecular science ／ monolayer engineering ／ nanoimprint
光機能材料化学研究分野

中川研究室

nakagawa@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=13

界面機能分子制御に基づく光機能材料の創製
微細加工技術において次世代のものづく調べるための力学評価装置などの独自の研り基盤技術として期待されているナノインプ

究ツールの開発を進めています。“ 光、電子、リント技術に中川研究室では着目していま

磁 力をあや つる ”

す。分子レベルで考える化学的な視点から、

新しいナノインプリ

界面機能分子制御の学理を目指し、ナノイ

ントリソグラフィデ

ンプリント技術で展開できる先進的な光機バイスの創出を目

能材料の創製を行っています。“ 光でつける”

指しています。

分子レベルの接着剤（密着分子層）、“ 光でつくる ” ナノインプリント用光硬化性樹脂、離型促進分子層や選択的金属化用レジスト
樹脂、“ 光でみる ” 蛍光レジスト、“ 光をつかえる ” ハイブリッド光学材料などの光機能材料の開発、光硬化性樹脂のはく離特性をAdvanced photo-functional materials
for nanoimprint lithography
Nakagawa group has dedicatedration by light”, fluorescent re-

new devices to control photon,

to pursue scientific principles forsist materials for “inspection byelectron, and magnetism.

molecular control of interface

light”, and hybrid

function occurring at polymer/

optical materials

other material interfaces and“available to light”

to put them into practice in na-

and new research

noimprint lithography promisingtools such as me-

as a next generation nanofab-chanical measure-rication tool. We are develop-

ment systems to

ing advanced photo-functional

evaluate releasematerials such as sticking mo-

property of UV-

lecular layers for “fix by light”,

cura ble

UV-curable resins and antistick-Our

ing molecular layers for “prepa-

aims at creating

re sins .

research

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

下村

政嗣 教 授Masatsugu SHIMOMURA, Professor

藪

浩 准教授

Hiroshi YABU, Associate Professor

平井悠司 助 教Organized Polymer Materials

SHIMOMURALab

Yuji HIRAI, Assistant Professor

専門分野・キーワード

バイオミメティクス／自己組織化／ハニカムフィルム／ポリマー粒子
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
biomimetics ／ self-organization ／ honeycomb-films ／ polymer nanoparticles
shimo@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=27

自己組織化高分子材料研究分野

下村研究室

自己組織化ナノテクノロジーと生物模倣技術の融合
本研究室では、分子の自己集合によるナ

ム、（３）内部ナノ構造が制御された高分子の高分子・金属ハイブリッド化ナノ粒子、新ノメータスケールでの構造形成と、非平衡開ナノ粒子、の作製法を世界に先駆けて開発

規細胞培養基材などの開発を行っています。

放系で形成される散逸構造のようなダイナ

しました。 自己 集

ミックなプロセスで起こる自己組織化現象

合・自己 組 織 化 にを組み合わせることによって、生物に見られよる階層構造化技るようなナノからマイクロメータにいたる幅

術を新たな高分 子

広い領域における階層的な構造化を特徴と加工法として確 立する新たな機能性材料の創製を目指していし、生物のマイクロ・ます。我々は、高分子溶液の蒸発過程で形ナノ構造に 基づく成される散逸構造や脱濡れ現象、自己組織機能発現を模倣し化的析出現象などを利用することで、（１）た新たな機能材料・

周期的なラインやメッシュ構造、（２）規則デバイス、新規フォ的に細孔が配列した “ ハニカム ” 構造フィル

トニクス材料としてDesign and preparation of hierarchically structured materials
based on nanotechnology and biomimetics
mers. Preparation of nano- andbiomimetic materials, photonic

micro-structured metal materi-having hierarchically organizedmaterials, etc. based on regu-

als based on inorganic-polymer

structure ranging from nanom-

lar polymer patterns preparedhybrids is another research is-eter to millimeter scale by us-

by dissipative dewetting proc-sue.

ing molecular self-assembly andesses, “Honeycomb-patterned

self-organization based on thepolymer films”

spatiotemporal non-equilibriumand novel poly-

dynamics. Nano- and micro-pat-mer nano-parti-

terns can be fabricated by using

cles having hi-

the spatiotemporal phenomena

erarchical inner

emerging in the evaporation

nano-structures

process of polymer solutions.

especially from

We are now focusing to prepare

block

・ HYBRID MATERIALS RESEARCH CENTER
POLYMERnovel tissue culture devices,

高分子・ハイブリッド材料研究センター

The research group aims at creating novel functional materials

c o p o l y-

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東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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超臨界流体・反応研究分野

量子構造形成／基板・デバイス評価研究分野

表界面反応制御・基板作製研究分野

Chemical Reaction Engineering

Device Design and Engineering Physics

High-temperature Processes and Measurements

横山研究室

秩父研究室

福山研究室

●新規イオン液体触媒の合成と触媒反応への応用●環境に優しい（AlInGa)N および（MgZn)O 系
ワイドバンドギャップ半導体微小共振器を用
いた、励起子と光の相互作用に基づく新しい
コヒーレント光源の研究●窒化物半導体の結晶成長と物理化学

YOKOYAMA Lab●イオン液体と超臨界二酸化炭素を用いた化学プロセスの開発●糖類からの有用化学原料の製造プロセスの開発●マイクロ波加熱を利用した有機合成プロセスの開発●超臨界アンモニア中への化合物半導体の溶解度●電解質を溶解したアンモニア溶液の熱物性□D evelopment of ionic liquids and its application
to green chemical processes□Reaction processes based on green solvents suchas supercritical carbon dioxide and ionic liquid□S olubility of inorganic compounds in supercritical ammonia□C rystal growth of proteins under high pressure
Measurements and prediction of thermophysicalproperties of fluids under high pressure□D evelopment of high efficient dye sensitizedsolar cell

活性反応場・合成研究分野
Solid State Structural and Synthetic Chemistry

山根研究室
YAMANE Lab●多元系セラミックスの新規物質探索と構造解
析および結晶化学的研究

CHICHIBU Lab●フェムト秒レーザおよびフェムト秒電子線を用いた（AlInGa)N および（MgZn)O 系ワイド
バンドギャップ半導体量子ナノ構造の時間空間分解スペクトロスコピー●有機金属化学気相エピタキシーおよび分子線
エピタキシーによる（AlInGa)N 系量子ナノ構
造形成と深紫外線～長波長発光デバイス形成

FUKUYAMA Lab●超高温熱物性計測システムの開発●高温化学反応場における材料プロセス創製●強磁性形状記憶合金の薄膜化とマイクロアク
チュエータの開発□C rystal growth and physical chemistry of nitride
semiconductors□D evelopment of high‑temperature thermophysicalproperty measurement system□M aterial processing using high‑temperaturechemical reaction fields□Fabrication of ferromagnetic shape memory alloy
films and development of microactuator●（MgZn）O 系酸化物半導体のヘリコン波励
起プラズマスパッタエピタキシーと機能性酸
化物薄膜形成□A new concept coherent light source based onlight‑matter coupling in environment‑friendly(AlInGa)N and （MgZn)O wide bandgap semiconductor microcavities□S patio-time-resolved spectroscopy in semiconductor materials□D esign and fabrication of (Al,In,Ga)N quantum
nanostructures: epitaxial growths by metalorganic vapor phase epitaxy and molecular‑beamepitaxy□H elicon‑wave‑excited‑plasma sputtering epitaxy
of II‑oxide semiconductor（MgZn)O and fabrication of multifunctional oxide thin films●多元系セラミックス蛍光体の探索と新規合成プロセスの開拓●活性金属を利用した非酸化物系セラミックス
合成プロセスの開発● Na フラックス法による SiC セラミックスおよび金属間化合物の低温合成□S ynthesis, crystal structure analysis, andcharacterization of new multinary inorganic
compounds□D evelopment of novel synthetic routes foradvanced ceramic materials using active metals□S ynthesis of nitrides, carbides, and silicides
using a Na flux

窒化物ナノ・エレクトロニクス
材料研究センター
CENTER FOR ADVANCED NITRIDE TECHNOLOGY
窒化物ナノ・エレクトロニクス材料研究センターは、2007年の発足当初より窒化物結晶寄付研究分野とともに多元物質科学研究所内外の窒化物
およびその関連物質に関する研究支援や講演会活動を通した情報交換を行っています。主要な研究テーマは、窒化物半導体デバイス作製用の窒化ガリウム（GaN）や窒化アルミニウム（AlN）の単結晶基板作製と品質評価に関する研究です。
Center for Advanced Nitride Technology (CANTech) develops and promotes collaborative, interdisciplinary research inthe science and engineering of nitrides and nitride-related materials. The main research is about crystal growth andcharacterization of gallium nitride (GaN) and aluminum nitride (AlN) for the substrates of nitride semiconductor devices.

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Chemical Reaction Engineering

YOKOYAMALab

横山千昭 教 授Chiaki YOKOYAMA, Professor

喬

焜 助 教

Qiao KUN, Assistant Professor

富田

大輔 助 教Daisuke TOMITA,Assistant Professor

専門分野・キーワード

超臨界流体／窒化物半導体／イオン液体／固定化触媒
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
supercritical fluid ／ nitride semiconductor ／ ionic liquid ／ immobilized catalyst
超臨界流体・反応研究分野

横山研究室

chiaki@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=63

超臨界流体・イオン液体を用いた反応プロセス
本研究分野では、GaN バルク単結晶育媒に着目し、超臨界流体やイオン液体など

正確に知ることを出発点として革新的なプ

成法の一つである超臨界アンモニアを溶媒の新規溶媒を用いたプロセスの実用化に関ロセスの提案を目指しています。

としたアモノサーマル法において必要不可する研究を行っています。溶媒の熱物性を欠な高温・高圧条件下における高精度な熱物性測定に基づき、アモノサーマル法における GaN 結晶育成条件の最適化を目指しています。また、反応容器内における物質と熱の移動現象を化学工学的手法により解析することにより、エネルギーや地球環
境問題を解決するための環境調和型の新規グリーンケミカルプロセスの開発に関する研究を行っています。化学プロセスにおける最も基 本的な構成要素技術である溶Reaction process using supercritical fluid
or ionic liquid
In our laboratory, major research interests focus on thermophysical properties investigations, such as measurementand development of prediction
method for a given compoundor system regarding its thermo-

and development of sustainablephysical properties, as well as

chemical process with the aid

2.C ontinuous reaction/separa-

explorations of the applicationsof scCO₂/ionic liquids and othertion process on the basis ofof supercritical CO₂(scCO₂) andmethodologies available.

the combination of scCO₂/ion-ionic liquids as novel reaction

Current Research Contents

media in green chemistry, aim-

1.M easurement of thermophysi-

3.M easurement and correlation

ing for providing fundamental

cal properties related to theof transport properties fordata for chemical engineering

single crystal growth processionic liquid + CO₂ mixturesof GaN.

ic liquids.

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

Hisanori YAMANE, Professor

山田

高広 准教授Takahiro YAMADA, Associate Professor

森戸

春彦 助 教Haruhiko MORITO, Assistant Professor

CENTER FOR ADVANCED NITRIDE TECHNOLOGY

久典 教 授Solid State Structuraland Synthetic Chemistry

YAMANELab

専門分野・キーワード

無機構造化学／固体材料化学／セラミックス／材料合成
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
inorganic structural chemistry ／ solid state materials chemistry ／ ceramics ／ materials
synthesis
活性反応場・合成研究分野

yamane@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=16

山根研究室

窒化物ナノ・エレクトロニクス材料研究センター

山根

Naフラックス法による多元系新規化合物の合成
多種元素の組み合せからなる無機化合

大切な課題のひとつと考えます。また、当材料合成と、新たな機能を有するセラミック

物には未開拓の物質群が数多く存在し、既研究室では、セラミックス素材の作製法とス素材の開拓を目指しています。

知の材料にはない特性をもつ物質が潜んでして一 般的な固相いる可能性があります。当研究室では固体

反 応法に加え、金化学の観点から、新規多元系無機化合物

属ナトリウム（Na）の探索と、得られた物質の構造解析や特性などの金属融液を

評 価を行い、それらの新しいセラミックス

活性反応場とする

素材としての可能性を探求しています。新新たな合成方法を

規物質の発見が直ちに実用材料に結びつ

研 究し、従 来法でくことは希ですが、未知の性質を有する物

は合成が困難な条質が見出される可能性があり、多元系で生

件での微粉体や単成する物質の探索や生成相の関係を明らか

結晶、多 孔体などにすることは、大学の基礎研究に託された様々な形態の無機

Na-B-Si系新規化合物Na8B74.5Si17.5の結晶構造

Synthesis of multinary inorganic compounds
by using a Na flux
We are searching new multi-●S y nt h e s i s

of

ni -

nary inorganic compounds, ana-

trides, carbides, andlyzing their crystal structuressilicides by using aand characterizing their prop-

Na flux

erties.

●S ynthesis, crystal

The novel methods developed

structure analysis

for the synthesis of the newand characterization

compounds are applied to theof new multinary in-preparation of conventional ce-organic compounds

ramics and inorganic materials●Development of nov-in order to improve their quali-

el synthetic routes

ties and performances.

for advanced ce-●S ynthesis of multinary oxides

ramic materials us-

by solid state reaction

ing active metals

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Device Design
and Engineering Physics

CHICHIBULab

秩父重英 教 授Shigefusa F. CHICHIBU, Professor

羽豆耕治 助 教Kouji HAZU, Assistant Professor

南風盛将光 助 教

Masamitsu HAEMORI, Assistant Professor

専門分野・キーワード

半導体光物性／量子構造形成／キャリアダイナミクス／時間空間分解分光
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
wide bandgap semiconductors ／ quantum nanostructures ／ carrier dynamics ／spatio-time-resolved spectroscopy
量子構造形成／基板・デバイス評価研究分野

秩父研究室

chichibu@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=64

ワイドギャップ半導体ナノ構造創成と時空間分解スペクトロスコピー
光子系（電磁波）と電子系（励起子）の機た、それらメゾスコピック・ナ

能融合を実現する量子構造デバイス半導体

ノ構造のフェムト秒パルス収として、波長 200nm 台の遠紫外線から近束電子線励起による時間・空

赤外線まで広い波長範囲をカバーする禁間同時分解分光を行い、微細制帯幅を持つ、環境にも人間生活にも優し

領域における励起子効果・量い（プラネットコンシャスな）AlN，GaN，

子効果（キャリアダイナミクス

InN 等のⅢ族窒化物半導体や ZnO，MgO

や点欠陥との相関など）の物

等のⅡ族酸化物半導体、更には TiO₂ 等の理に迫ります。また、それら

金属酸化物半導体にスポットライトを当て、を用いた光・電子デバイス（紫

有機金属化学気相エピタキシー法、分子線

外線・純青・純緑色半導体レーエピタキシー法によって、原子層レベルで平ザーや光と励起子の連成波デ坦な表面・界面を持つ半導体ナノ超薄膜やバイス、電界効果トランジス

構造のエピタキシャル成長を行います。まタ等）の形成を行います。

Design and creation of wide bandgap semiconductor quantum
nanostructures and spatio-time-resolved spectroscopy
Research objectives of theexcited-plasma sputtering epitaxy

very local carrier dynamics arelaboratory are to design and in-methods. Ultrafast recombination

proved by focused pulsed elec-

tentionally create quantum na-

dynamics of excited particles intron beams using a home-made,nostructures desirable for newnanostructures are studied byspatio-time-resolved cathodolumi-

functional optoelectronic devices

time-resolved spectroscopy us-

nescence system equipped withworkable in far ultraviolet, visible,

ing a femto-second laser, anda photo-electron-gun.

and optical communication wavelengths using planet conscious
wide bandgap semiconductors,
namely (Al,In,Ga)N and (Mg,Zn)O
systems. We are growing quantum
structures by metalorganic vapor
phase epitaxy, molecular-beam
epitaxy, and unique helicon-wave-

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

大塚

誠 准教授

小畠

秀和 助 教Hiroyuki FUKUYAMA, Professor
Makoto OHTSUKA, Associate Professor
Hidekazu KOBATAKE, Assistant Professor

CENTER FOR ADVANCED NITRIDE TECHNOLOGY

博之 教 授High-temperature Processes
and Measurements

FUKUYAMA
Lab

専門分野・キーワード

材料プロセシング／化学熱力学／高温融体物性／結晶成長
SPECIALIZED FIELD・KEY WORD
materials processes ／ chemical thermodynamics ／ thermophysical properties ofhigh-temperature melts ／ crystal growth
fukuyama@tagen.tohoku.ac.jp
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=17

表界面反応制御・基板作製研究分野

福山研究室

窒化物ナノ・エレクトロニクス材料研究センター

福山

高温反応場を用いた機能材料の創製と熱物性計測法の開発
当研究室では、化学冶金学をベースとす

データベース化を進めています。電磁浮遊ています。この技術によって、未知の高温る材料創製と高温融体の熱物性計測を融装置と静磁場を組み合わせて、金属融体の融体科学を切り拓いていきます。

合させた新しいものづくりを提唱していま

静的な浮遊状態を実現し、融体の熱容量、す。例えば、窒化物半導体は、次世代照明

熱伝導率および放や光触媒用光源など、環境、医療、バイオ、射率を高精度に計情報分野での応用が期待されていますが、測する手法を開発

当研究室では、窒化物半導体の結晶成長しました。この技に起因する課題を克服し、素子としての性術をコアとして、さ能を向上させるため、結晶成長に関する物

らに密度および表

理化学的な知見を蓄積しながら、新たな結面張力を測定する

晶成長プロセスを創製しています。また、材ことができる超高料プロセスにおける複 雑な熱物質移動現

温熱物性計測シス

象をシミュレーションするため、熱物性値のテムの開発を行っ

High-temperature processes
and measurements of materials
Fukuyama laboratory studies

physical properties of materi-utilizing electromagnetic levita-

novel material processing based

als is needed for modeling heattion in a dc magnetic field.

on chemical thermodynamics

and mass transports inwith high-temperature thermo-materials processes.

physical property measurements.

A new thermophysicalAs examples, we are developing

property measurement

new crystal growth processes tosystem is currently un-bring a breakthrough in nitride-

der development, whichsemiconductor devices, whichenables accurate meas-

are promising materials for next-

urements of heat capac-

generation optical devices ap-

ity, thermal conductiv-

plied in environmental, medical,

ity, emissivity, density

bio and information technolo-

and surface tension ofgies fields. Database of thermo-

high-temperature melts,

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多元CAFTAGEN CAF（TAGEN CENTRAL ANALYTICAL FACILITY）

多元物質科学研究所 Central Analytical Facility（略称：多元 CAF）は、電子顕微鏡や、X 線分析装置、核磁気共鳴分析装置（NMR）、レーザー分光分析装置など大型特殊装置を用いて各種材料の分析評価を支援してきた共通分析機器室と、多元ナノ材料研究センターの支援およびナノテクノロジー分野の研究推進を目的として、最新鋭の特別設備導入により設立されたナノテクニカルラボを融合し、2010 年度に発足しました。多元CAFでは、幅広い材料開発の研究支援を目的に、最新鋭の分析評価機器の管理・運営を行っています。
Central Analytical Facility in Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials (Designated as Tagen
CAF) was established in 2010, by combining Common Analytical Facility, which supported the analysis and characterizaition of various materials using special equipments, such as the electron microscope, X-ray diffraction devices, nuclear magnetic resonance analyzer, laser spectroscopy devices, etc., and Nanotechnical Laboratory, which
supported the researches in Hybrid Nano-Materials Research Center on nanotechnology using the latest special
devices. Tagen CAF is supporting the researches on the development of various materials using advanced analytical apparatuses.

機 器 一 覧List of Apparatuses

A. 組成分析装置

B. 分子構造解析装置

Apparatuses for ultimate analyses

Apparatuses for molecular structure analyses○ 元素分析装置（炭素・水素・窒素・酸素分析装置、酸素・窒素分析装置、
炭素・硫黄分析装置）○ 核磁気共鳴装置（溶液用 NMR400/600MHz）
NMR 400/600 MHz

 lemental analyzer (C-H-N-O analyzer, O-N analyzer, C-S anaElyzer)○ ICP 発光分析装置
Inductively coupled plasma emission spectrophotometer(ICP-AES)○ 微小部走査 X 線分析装置○デジタル NMR 装置（溶液用多核 NMR）
Digital NMR (Liquid NMR spectrometer)○ナノデバイスイオンダイナミクス計測装置（固体用 NMR）
 ano device ion dynamics analyzer (Solid-state NMR specN
trometer)○高速緩和現象計測レーザー光源

Electron probe micro analyzer (EPMA) igh-speed relaxation phenomenon measurement laser lightHsource○多機能型素材分析装置（X 線光電子分光装置）
 ulti-functional material analyzer (X-ray photoelectron
M
spectrometer: XPS)

○ 飛行時間型二次イオン質量分析装置
Time of Flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS)○グロー放電質量分析装置
Glow discharge mass spectrometer (GDMS)○時間・空間分解精密状態解析システム
 he time and space resolution precision state analysis sysT
tem (Laser Raman)○ 超高速反応解析システム
 uper-high-speed reaction analysis system (Laser flash
S
spectrometer)○ 電子常磁性共鳴装置
Electron paramagnetic resonance spectrometer (EPR)

XPS

EPR

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

C. 構造組織解析装置○ 示差熱天秤 - 質量分析同時測定装置（TG-DTA/GC-MS）

Apparatuses for crystal structure and microstructure analyses○ 透過型分析電子顕微鏡○ 熱分析装置

 ra n s mis s io n ele ctro nTmicroscope (TEM)

Thermal analysis devices

1. 示差熱天秤○ 走査型電子顕微鏡

Thermogravimetry-differential thermal analyzer (TD-DTA) canning electron microS
scope (SEM)

2. 超高温示差走査熱量計

S uper high temperature differential scanning calorimeter(DSC)○ 電界放射型電子顕微鏡
 ield emission type elecF
tron microscope (FE-SEM)

3. 熱膨張計Thermomechanical analyzer (TMA)○高分解能電解放出形走査電子顕微鏡4. トリプルセル方式高温高精度示差走査熱量計

 igh resolution field emisH
sion type electron microscope(High resolution FE-SEM)

TEM

 riple cell type high temperature high precision differenTtial scanning calorimeter○ 精密万能試験機
Autograph○ 環境制御型走査電子顕微鏡
Environmental scanning electron microscope (E-SEM)○ナノエリア解析システム○ 紫外可視分光光度計
UV-Vis spectrophotometer○レーザー回折式粒度分布測定装置

Nano area analysis device

Laser diffraction particle size analyzer○ 走査型プローブ顕微鏡

D. 基盤設備

Atomic force microscope (AFM,SNOM)○ 全自動粉末 X 線回折装置
Automatic powder X-ray diffraction devices (XRD)○ 共通X 線装置

Base facilities○ 液体窒素供給システム
Liquid nitrogen supply system

X-ray diffraction devices○ ヘリウムガス回収装置

1. RINT-V

Helium gas recovery device

2. RINT-H○ゾーン融解型単結晶育成装置

3. 小角散乱装置

Zone melting type single crystal growth device

 mall angle scatterS
ing device○アーク溶解炉Arc smelting furnace

4. X'Pert
5.単結晶用κ-4 軸
回折装置

 hermogravimetry-differential thermoanalysis/mass specT
trometry simultaneous measurement device (TG-DTA/MASS)

RINT-V

κ-4
axis diffraction device for single crystals

6. 単結晶用 IP 装置

IP device for single crystals○単結晶自動Ｘ線構造解析装置○ 電子線描画装置
Electron beam drawing device○ 分 子 設 計支 援システム
 olecular design supM
port system

Single-crystal automatic X-rays structure analyzer○三次元マイクロストレス X 線回析装置Three-dimensional micro stress analyzer○ 蛍光 X 線分析装置
Fluorescence X-rays analyzer (XRF)○ Laue 写真装置
Laue photograph device○レーザーイオン化質量分析装置（MALDI-TOF/MS）
Laser desorption ionization mass spectrometer○ イオントラップ型質量分析装置（ESI-TOF/MS）
Ion trap mass spectrometer○高分解能フーリエ変換赤外分光光度計（FT-IR）
 igh-resolution Fourier transform infrared spectrophotomH
eter (FT-IR)

N₂ supply system

67 l 6 8

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技 術 室TECHNICAL SERVICE SECTION

技術室は約 60 名のスタッフで構成し、研究者の要請に応えてさまざまな技術を学び蓄積しながら実験研究をサポートしています。研究者から要請される技術支援は多様であり、経験、技術を生かしてその要請に応えるため、個人あるいは組織としての技術力向上に努めています。

機械工場では、研究者の要求に応じた実験装置の設計・試作、既存の装置の改造などを主な業務としています。二次元・機械工場

三次元 CAD システムや CNC 工作機械を順次導入して設備の高機能化を図ると共に、熟練技術者の豊富な経験を若い技術者に伝承することで様々な要求に応えられるよう日々「装置（モノ）づくり」に精進しています。
他にも学生教育の一環として、例年「機械製図講習会」、「機械工作安全作業講習会」等を開催して技術の普及に努める

一方、社会貢献活動としてインターンシップの受け入れも行っています。
現在 20 名程の職員が勤務していますが、このように多くの職員と最新の設備を擁する大学の附属工場は全国的にも類が無く、当研究所の特色のひとつになっています。

汎用旋盤による二次加工

機械製図講習会

複合加工機による斜面への穴加工

機械工作安全作業講習会

汎用旋盤

CNC旋盤

YAG レーザー加工機

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

ガラス工場では研究者から依頼された実験装置や器具を製ガラス工場

作しています。ほとんどの依頼品は市販形状のものでないため受注段階で研究者と十分討議し、研究の目的に最も良く合うよ
うに工夫と改良を重ねながら製作しています。

製品はパイレックス管、石英管などのガラスをハンド加工とガラス旋盤、研削機、切断機などによる加工を織り交ぜながら完成品に仕上げます。

光器械工場では精密な平面・球面・反射鏡、特殊なレンズやプ
光器械工場

リズムの製作及び結晶や特殊材料の試料研磨業務を担当しています。面精度がよくかつ表面粗さが小さい溶融石英ガラス石英
基板では、表面形状をレーザー干渉計で随時測定しながら作製し、面精度λ /50、
面粗さについては WYKO社非接触表面形状測定装置 TOPO2Dを用い、
面粗さrms0.1nmを得ています。凹面鏡・凸面鏡では、
面粗さ rms0.1～0.3nmの非常に滑らかで焦点距離の誤差の少ない凹凸面鏡を作製しました。
今後もさまざまな形状や精度の要求・扱った経験のない素材の加工等にも研究者と協力し、培ってきた技術を最大限駆使して研究者の期待に応え、着実に新しい技術の獲得をめざします。

約20名のスタッフが研究プロジェクトの支援に携わり、多様な技術を発揮し、研究者の構想を迅速に具体化
プロジェクト支援

するとともに技術の向上に努めています。スタッフは電子回路、超高真空、実験機器・装置の開発・改良、測定・制御ソフトウェア開発、結晶育成、薄片研磨、化学分析、レーザーシステム、生物・バイオ関連技術などの技術要素を持ち、1人1人はエフォートにより複数の支援を行うことで多くの支援件数に応えています。また、学生の実験指導や安全教育・管理にも携わり、研究所全体の発展に貢献しています。

6 9 l 70

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技 術 室TECHNICAL SERVICE SECTION

Workshops

Others● Machine shop

● Inductively coupled plasma spectrometry● Optical finishing workshop● Multi-functional surface analysis instrument● Glass-blowing workshop● High-temperature and precision differential

Electron microscope section● Femto second laser systemscanning calorimeter● Nano-area analysis system● Scanning electron microscope● Transmission electron microscope● Nuclear magnetic resonance● Surface analysis system● Elemental analysis system● Spectroscopic transmission electron

microscope LEO-912● High resolution scanning electron

microscope LEO-982

X-ray analysis section● X-ray diffractometer● X-ray fluorescene analyzer● Electron probe microanalyzer● Powder X-ray diffractometer● Powder X-ray diffractometer for high● X-ray diffractometer X'-pert for thin film

Multi-functional surface analysis instrument

Glass lathe machine

Multi-tasking machine

Main work is preparation of non-commercially avail-For the efficient use of instruments, the room is sav-able apparatus, which are designed by researchers

ing to maintain several precise instruments. The in-with advice of highly skilled glass blowers and machin-struments under service are TEM, SEM, SIMS, NMR,

ists. In the glass shop, a variety of vacuum apparatus

ultra fast reaction analysis system, system of computerand pressure-stable vessels are made by lathes andaided molecular design, time- and space-resolved Ra-other machines. In the machine shop, various reaction

man and IR spectrometers for fine analyses of materi-

vessels are prepared by lathes, milling machines, andals and so on.

precision.

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

最近の主な成果
MAIN ACHIEVEMENTS■ 「物質・デバイス領域共同研究拠点」
としての本格活動開始■ 「附置研究所間アライアンスによるナ
ノとマクロをつなぐ物質・システム創製戦略プロジェクト」
平成22年度成果報告会の実施
■ 秩父

重英 教

授

平成22年度化学技術分野の文部科学大臣表彰

科学技術賞

■ 阿尻

雅文 教

授

平成22年度化学技術分野の文部科学大臣表彰

科学技術賞

■ 阿尻

雅文 教

授

第8回産学官連携功労者表彰■ 村上

恭和 准教授日本顕微鏡学会

■ 佐藤

次雄 教

授

第64回（平成21年度）日本セラミックス協会

■ 齋藤

文良 教

授

チェコ化学工学会名誉会員賞

■ 和田

健彦 教

授

光化学協会

■ 西原

洋知 助

教

炭素材料学会研究奨励賞■ 津田

健治 准教授平成22年度日本結晶学会学術賞

■ 福山

博之 教

授

日本学術振興会

■ 有山

達郎 教

授

日本鉄鋼協会

学術功績賞

■ 柴田

浩幸 准教授日本鉄鋼協会

学術記念賞（西山記念賞）

■ 丸岡

伸洋 助

教

日本鉄鋼協会

研究奨励賞

■ 小畠

秀和 助

教

日本鉄鋼協会

研究奨励賞

■ 藪

浩 准教授

日本化学会

文部科学大臣賞

学会賞（瀬藤賞）
学術賞

2010年光化学協会賞

第7回（平成22年度）日本学術振興会賞

第60回進歩賞

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学術交流協定
ACADEMIC EXCHANGE AGREEMENTS

1981年 東北工学院（現在：東北大学）

	（瀋陽、中国）「11月23 日締結」
「大学間協定：1983 年 8 月 5 日締結」
	Northeastern University (Shenyang,China)

1993年	ロシア科学アカデミー固体物理学研究所（モスクワ、ロシア）「10 月1日締結」
	P.N.Lebedev Physics Institute of Russian Academy of Sciences (Moscow,Russia)（ニューヨーク、米国）「11月22 日締結」
1995年 コロンビア大学化学科

Department of Chemistry,Columbia University (New York,USA)

1996年 英国リサーチカウンシル中央研究機構ダースベリ研究所

	ダルムシュタット大学（ダルムシュタット、

ドイツ）「大学間協定：4月30 日締結、2009 年10月5日更新」
	Darmstadt University of Technology (Darmstadt,Germany)

成均館大学情報通信用新機能性素材及び工程研究センター（ソウル、韓国 )「6 月 9 日締結」
	Advanced Materials & Process Research Center for IT, Sungkyunkwan University (Soeul,Korea)（河南省、中国）「6 月16 日締結」
鄭州大学材料工程学院

	College of Materials Engineering, Zhengzhou Universit y(Zhengzhou,China)（ワリントン、英国）「10 月1日締結」
	Daresbury Laboratory,Council for the Central Laboratory of
the Research Councils (Warrington,UK)	ソウル大学校

1997年 ベルリン自由大学物理学科

2004年	ウクライナ国立工業大学（ベルリン、ドイツ）「11月3 日締結」
	Department of Physics,Free University of Berlin (Berlin,Germany)

トムスク工科大学原子核物理研究所（トムスク、ロシア）「12 月1日締結」
	Nuclear Physics Institute,Tomsk Poly technic Universit y(Tomsk,Russia)

1998年	コロンビア大学理工学部地球・環境工学科（ニューヨーク、米国）「10 月15 日締結」
	Department of Earth and Environmental Engineering,Fu Foundation School of Engineerig and Applied Science,Columbia
University (Newyork,USA)

北京大学ナノ科学技術研究センター

	（ 北 京、中 国 ）「11月5 日 締 結 」「 大 学 間 協 定：1999 年11月10 日 締 結、
2009 年 3 月13 日更新」
	Center for Nanoscale S cience and Te chnolog y Peking
University (Beijing, China)（ソルトレイク、米国）「11月15 日締結」
ユタ大学金属工学科

	D e p a r t m e nt of M et allu rgic al Engin e e ring ,U nive r s it y of
Utah (Utah,USA)

マギル大学金属プロセス研究センター（モントリオール、カナダ）「11月30 日締結」
	McGill Metal Processing Center,McGill University (Montreal, Canada)（トロント、カナダ）「12 月1日締結」
トロント大学金属・材料科学科（ソウル、韓国）（7月 8 日締結）
（大学間協定：2008 年 7月29 日更新）
	Seoul National University (Seoul,Korea)	（キエフ、ウクライナ）「大学間協定：6 月2 日締結、2009 年 7月31日更新」
	National Technical University of Ukraine (Kyiv,Ukraine)

2005年	ロシア科学アカデミー極東支部自動制御プロセス研究所（ウラジオストック、ロシア）「12 月1日締結」
	Institute of Automation and Control Processes, Far Eastern
Branch of the Russian Academy of Sciences (Vladivostok,Russia)

2006年	レーザー・プラズマ・放射物理国立研究所（ブカレスト、ルーマニア）「8 月4 日締結」
	National Institute for Lasers, Plasma and Radiation Physics(Bucharest,Romania)（キエフ、ウクライナ）「9 月20 日締結」
	材料科学基礎国立研究所

	Institute for Problems of Materials Science, National Academyof Science of Ukraine (Kyiv,Ukraine)（ベルリン、ドイツ）「10 月17 日締結」
	結晶成長研究所

	Institute for Crystal Growth (Berlin,Germany)	ウォータールー大学（ウォータールー、カナダ）「大学間協定：10 月30 日締結」
	University of Waterloo (Waterloo,Canada)（ソウル、韓国）「大学間協定：2 月2 日締結」
2007年	西江大学校

	Sogang University (Seoul,Korea)（蘭州、中国）「大学間協定：4月17 日」
	蘭州大学	Lanzhou University (Lanzhou,China)（公州、韓国）「大学間協定：7月29 日」
公州国立大学校

	Department of Metallurgy and Materials Science,University ofToronto (Toronto,Canada)	Kongju National University (Kongju,Korea)

1999年 ドルトムント大学（エレットラ）（トリエステ、イタリア）「8 月29 日締結」
	放射光研究所（ドルトムント、ドイツ）「大学間協定：2 月15 日締結、2009 年 9月14 日更新」
	University of Dortmund (Dortmund,Germany)	イエナ・フリードリッヒ・シラー大学固体物理研究所（イエナ・ドイツ）「7月27 日締結」
	Institute für Festkörperphsik, Freidrich-Schiller-Universität
Jena (Jena,Germany)

アルビ鉱山大学（アルビ、フランス）「10 月4 日締結」
「大学間協定：2006 年 9 月12 日締結」
	École des Mines d’Albi-Carmaux (Albi,France)

北京大学（北京、中国）「大学間協定：11月10 日締結、2009 年10 月14 日更新」
	Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics(Changchun,Jilin,China)

2000年 ロシア科学アカデミーレベデフ物理研究所（モスクワ、ロシア）「7月21日締結」
	P. N. Lebedev Physics Institute of Russian Academy of Sciences (Moscow,Russia)

中国科学院長春光学精密機械物理研究所

	Sincrotrone Trieste,S.C.p.A (Trieste,Italy)（北京、中国）「大学間協定：6 月 6 日更新」
	北京科技大学

	University of Science and Technology Beijing (Beijing, China)（カラカス、ヴェネズエラ）「大学間協定：1月 8 日」
2008年	シモン・ボリバル大学

	Universidad Simon Bolivar (Caracas,Venezuela)（チェンマイ、タイ）「６月９日締結」
チェンマイ大学	Chiang Mai University (Chiang Mai ,Thailand)（揚州、中国）「大学間協定：6 月20 日締結」
揚州大学

	Yangzhou University (Yangzhou,China)（台南県、台湾）「11月27 日締結」
2009年	台湾工業技術院南分院

	ITRI South, Industrial Technology Research Institute（Tainann,Taiwan）

マックスプランク核物理研究所（ハイデルベルグ、ドイツ）「12 月24 日締結」
	MPIK, Max-Planck-Institut für Kernphysik（Heidelberg, Germany）（北京、中国）「大学間協定：10 月16 日締結」
2010年 北京工業大学
	Beijing University of Technology (Beijing, China)（吉林省、中国）「12 月26 日締結」
	Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics(Changchun,Jilin,China)

2001年	華僑大学材料科学工程学院（福建省泉州、中国）「6 月5 日締結」
	College of Material Science and Engineering, Huaqiao University(Quanzhou,Fujian,China)

2003年	韓南大学ハイブリット材料研究所（太田、韓国）「1月17 日締結」
	Institute of Hybrid Materials for Information and Biotechnology,
Hannam University (Daejeon,Korea)

東 北 大 学 多元 物 質 科 学 研 究 所

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11.8.26 5:55:55 PM

INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY概 要
OUTLINE

構成員 MEMBERS（as of 2011. 5）

職員数 FACULTY & STAFF
教

授

Professors

准教授

講Associate Professors

Senior Assistant Professors Assistant Professors

41

※

師

助

29

教

5

62

技術職員

事務職員

非常勤職員

計

Technical Staffs

Administrative Staffs

Part-Time Staffs

Total

＊

58

24

106

※

325

※客員教授（4 名）を除く。
＊ 再雇用職員（6名）を含む。

研究員数 RESEARCHERS
研究所等研究生（外国人） 研究所等研究生（日本人） 客員研究員

受託研究員

学振特別研究員

計

Institute Research Students(Foreigner)

Contract Researchers

JSPS postdoctoral fellows

Total

Institute Research Students(Japanese)

Visiting Researchers

5

0

3

大学院生 Graduate Students

学部学生

前期課程 MS

Under Graduate Students Total

1

3

12

学生数 STUDENTS
後期課程 PhD

205

76

計

47

328

歳入・歳出 ANNUAL REVENUE and EXPENSE
平成22年度歳入内訳

平成22年度支出内訳

Revenue for FY 2010

Expense in FY 2010

2%
9%
19%
7%

44%

52%
計 Total11%

計 Total

14%

4,942

［millions of yen］

38%

4,942

［millions of yen］

4%

■ 運営費交付金

Operational Grants■ 運営費交付金人件費

Operational Grants Personnel■ 科学研究費補助金

Grants -in-Aids for Scientific Research■ 運営費交付金物件費

Operational Grants Non-Personnel■ 科学技術振興調整費等

Special Coordination Funds for Promoting Science & Technology etc.

■ 外部資金人件費

Research Funds Personal■ 受託研究費

Commissioned Reserach■ 外部資金物件費

Subsidy for Facilities & Equipment Maintenance■ 共同研究費

Joint Reserach■ 寄附金Donations

土地・建物 LAND and BUILDINGS
土

地

Land

A Part of Katahira Campus 140,075㎡ 建物総延面積 Total Floor Area

（as of 2011. 5）

38,217m²

73 l 74

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建物案内図IMRAM BUILDING MAP

北門

North Gate

①
⑤
③
②

⑥

法人本部

④

Administration
Bureau of Tohoku
University

正門

Main Gate

東北大学
史料館

Tohoku University
Archives

東門⑫

East Gate

⑦

⑬

⑩

⑪

片平さくらホール
Katahira Sakura Hall

⑧
⑨

南門

South Gate

科学計測研究棟

反応化学研究棟

素材工学研究棟

材料・物性総合研究棟

Scientific Measurements Building (SMB)

Chemical Reaction Science Building (CRSB)

Advanced Materials Processing Building (AMPB)①科学計測研究棟N棟
SMB-N②科学計測研究棟S棟
SMB-S

③工場棟
Machineshop④図書室［仮移転中］
Library⑤反応化学研究棟1号館
CRSB-1

Laboratories for Advanced Materials Research (LAMR)⑥反応化学研究棟2号館
CRSB-2⑦素材工学研究棟1号館
AMPB-1⑧素材工学研究棟2号館
AMPB-2⑪事務部
Administrative Office⑫材料・物性総合研究棟Ⅰ
LAMR-1⑬材料・物性総合研究棟Ⅱ
LAMR-2⑨素材工学研究棟3号館
AMPB-3⑩工業化試験工場（共同研究棟）
AMPB-Workshop

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INSTITUTE OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH FOR ADVANCED MATERIALS TOHOKU UNIVERSITY

歴史・沿革

アクセス

HISTORYACCESS

昭和 16年 3月 勅令第 268 号（官制）により選鉱製錬研究所設置
昭和 18年 1月 勅令第 54 号（官制）により科学計測研究所設置
昭和 19年 1月 勅令第 7 号（官制）により非水溶液化学研究所設置
昭和24年 5月 国立学校設置法により選鉱製錬研究所、科学計測研究所、非水溶液化学研究所は、それぞれ東北大学附置研究所となる。
平成 3年 4月 国立大学設置法の改正により、非水溶液化学研究
所は反応化学研究所に改組
平成 4年 4月 国立大学設置法の改正により、選鉱製錬研究所は素材工学研究所の改組

and Metallurgy, Tohoku Imperial University was founded.

January 1943 Research Institute for Scientific Measure-

仙台市内マップ SENDAI CITY MAP

ments, Tohoku Imperial University was
founded.

January 1944

青葉区役所

Aoba Ward Oﬃce

Chemical Research Institute of Non ‐Aqueous Solution, Tohoku Imperial University was founded.

宮城県庁

Miyagi Prefectural Oﬃce
Sendai Combination Government Building

Sendai Legal Aﬀairs Bureau

May 1949 These three Institutes were reorganized広as research institutes affiliated to Tohoku
University.

瀬

川

せんだい
メディアテーク

Hirose River

3km

Aqueous Solution was reorganized as
Institute for Chemical Reaction Science.

Kotoudai-koen

地下鉄勾当台公園駅

Tokyo Electron Hall Miyagi

寺 e通
t
Stre
定 yo禅
zenji

2km

勾当台公園

東京エレクトロン
ホール宮城

Sendai Medhiatheque

April 1991 Chemical Research Institute of Non ‐三越

Subway Kotodai-koen Station

Mitsukoshi

1kmJ

宮城県美術館

Miyagi Museum of Art

地下鉄広瀬通駅

Subway Hirosedori Station

路 Sendai

仙台西道

adWest Ro

AER
Forus

あおば通り駅

Daiei

Fujisaki

東北大学
青葉山キャンパス
Tohoku University
Aobayama Campus

仙台国際センター

地下鉄
仙台駅

七十七
銀行本店

通
青 ba葉Street

77 Bank
Head Oﬃce

Ao

仙台法務総合庁舎

sendai international center

Sakurano

ダイエー

藤崎

t

ments, Institute for Chemical Reaction
Science, and Institute for Advanced
Materials Processing were restructured
and consolidated as Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials(IMRAM) .

さくら野

Aobadori Station

Stree

April 2001 Research Institute for Scientific Measure-

AER

フォーラス

Hiros

Loft

E BeanS

仙台弁護士会館

Sendai Legal Aﬀairs Synthesis
Public Oﬃce Building

Loft

JR 仙台駅

通
eet
広 瀬
e Str

JR Sendai Station

Nishikouen

ouen

西公園

園通

Research Institute of Mineral Dressingand Metallurgy was reorganized as Institute for Advanced Materials Processing.

NishikApril 1992

仙台合同庁舎仙台法務局

西公

平成 13年 4月 国立大学設置法の改正により、素材工学研究所と科学計測研究所と反応化学研究所を再編統合し、多元物質科学研究所設置

March 1941 Research Institute of Mineral Dressing

BiVi
Bivi

エスパル
S-PAL

E Beans

Sendai Bar Association

仙台高等検察庁
Sendai High Public
Prosecutors Oﬃce

SS30

評定河原球場

SS30

Hyoujyougawara Stadium

仙台市博物館

Sendai City Museum

東北大学
片平キャンパス

東北大学
附属植物園

Tohoku University
Katahira Campus

地下鉄
五橋駅
Subw

仙台城址

ay Itsut

Botanical Gardens,
Tohoku University

Sendai Site of a Castleni Statiosubash日本と仙台の位置 POSITION of JAPAN and SENDAI
Chitose Airport

SendaiAthensLisbonSendai

AomoriSan Francisco

JAPAN

Washington D.C

NiigataTokyo
Hiroshima
HakataAccess to Sendai station
1. Train "Tohoku Shinkansen (Bullet train)" From Tokyo to Sendai: 1h40m

Kyoto

NagoyaSapporoTohokuRegion38N

Sendai Airport

Narita International Airport

Osaka

Kansai International
AirportFukuoka
Airport

2. Flight Sendai Airport has international flights from many East Asisn cities and domestic flights.
From Seoul: 2h20m / From Beijing: 6h / From Tokyo-Narita: 1h
From Sendai Airport to Sendai st. by railway: 30 minutes.

75 l 76

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11.9.16 7:44:26 PM

T
E
G
A

N

東北大学 多元物質科学研究所
Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials
TOHOKU UNIVERSITY

東北大学 多元物質科学研究所
研究所長

河村

純一

〒980-8577 仙台市青葉区片平2丁目1番1号

TEL：022-217-5204

FAX：022-217-5211

URL：http://www.tagen.tohoku.ac.jp/

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials TOHOKU UNIVERSITY
Director:Professor Junichi Kawamura
Adress:2-1-1 Katahira,Aoba-ku,Snedai 980-8577,JAPAN多元AD決四-責2.indd 1

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