応用物理学専攻

応用物理学専攻
１．応用物理学専攻は次の基幹講座及び協力講座で構成されている。
① 基幹講座［（）は専門分野数］
応用界面物理学（１），応用物性物理学（３），応用材料物理学（４）
② 協力講座
金属材料研究所［1 研究部門，１研究施設］
電子材料物性学，附属強磁場超伝導材料研究センター
多元物質科学研究所[２研究部門，１研究施設]
無機材料，計測，附属先端計測開発センター
原子分子材料科学高等研究機構
２．面接試問の際，指導教員についても希望を聞く予定である。
講座又は研究所等
(専門分野又は研究部門等)
応用界面物理学講座
(スピンエレクトロニクス分野)
応用物性物理学講座
(数理物理学分野)
教
教授
准教授
教
授
員
名
研
究
テ
ー
マ
康夫
幹彦
電子のもつスピンの特性を最大限に生かしたエレクトロニクスである，
スピンエレクトロニクス（スピントロニクス）という学問分野が最近注目
されています。私達の研究室ではスピンが物質の極限状態（人工格子界面
など）において織りなす新しい現象の発見とそれを用いた最先端デバイス
の研究開発を行っています。具体的には，不揮発性磁気メモリの開発，超
高感度生体用磁気センサ等に関する研究です。
佐々木一夫
統計力学をベースに，生物物理，非平衡物理，ソフトマターの研究を行っ
ています。理論解析，シミュレーション，実験を組み合わせた最先端の技術
でナノスケールの生体分子の動作機構を解明します。
（研究例）
・骨格筋ミオシン分子モーターの協調的運動モデル
・回転タンパク質モーターの１分子実験と数理モデルの構築
・コヒーレント X 線回折イメージング実験データ解析法の開発
・細胞抽出液および細胞内部のガラス的挙動の研究
安藤
大兼
・バルク物質や表面・界面を含む人工格子などの電気的・磁気的あるいは
光学的性質を電子論的手法を用いて理論的立場から研究する。
応用物性物理学講座
(基礎物性物理学分野)
応用物性物理学講座
(光物性学分野)
准教授
准教授
准教授
宮嵜博司*
清水幸弘
土浦宏紀
教授藤原
准教授高橋
巧
儀宏
・フォトニック結晶のバンド構造の設計理論とその非線形光学への応用
・コヒーレント光によるメゾスコピック系・半導体多重量子井戸系の光学
的応答制御
・強相関電子系の非平衡ダイナミクスの理論研究と新規メモリ素子への応用
・銅酸化物超伝導体の理論研究，特に隠れた秩序状態の探索
フォトニクス（光）に関わる新材料の探索と光物性，光による新規プロセ
ス技術の研究開発を行っています。分光学的手法による物質の秩序／無秩序
構造の形成メカニズムの解明を進めており，両者の特徴を併せ持つナノ結晶
化ガラスをレーザーによる局所的な光誘起構造変化により創製し，その特異
な物性（機能性）を研究しています。光波の自在な制御を可能とする光非線
形性や発光・残光特性などに着目し，機能性光ファイバや薄膜光集積回路，
希土類フリー発光材料の開発研究も推進しています。
・磁性体のバルクや人工格子などの電気的・磁気的性質を電子状態に対する第一
原理計算から定量レベルで明らかにし，新規磁性体の提案・設計を図る。
応用材料物理学講座
（固体物性物理学分野）
応用材料物理学講座
( 機能結晶学分野 )
教
授
教授
准教授
佐久間昭正
宮﨑
林
讓
慶
・物質の電気的，磁気的性質を担うのは電子に備わっている電荷とスピンで
ある。本分野では，スピンと伝導現象の関わりやスピンの動力学など電子
スピンがスピントロニクスの舞台で演じる仕掛けについて理論的立場から
研究する。
固体の熱電効果（ゼーベック効果およびペルチェ効果）を利用した熱電変
換材料の研究開発を行っています。物質の結晶構造を詳細に解明し，その電
子構造を計算して材料設計を行うとともに，合成試料の特性評価を行って，
高性能素子の実現に向けた研究を推進しています。また，超格子薄膜におい
て発現する熱電子放出現象を利用した新たなデバイス創製や，フレキシブル
発電素子，太陽光・温度差ハイブリッド発電の実現に向けた基礎研究を行っ
ています。
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講座又は研究所等
(専門分野又は研究部門等)
応用材料物理学講座
(低温・超伝導物理学分野)
教
員
名
教授小池洋二*
准教授加藤雅恒
応用材料物理学講座
( 生物物理工学分野)
准教授
鳥谷部祥一
金属材料研究所
( 電子材料物性学研究部門)
教
松岡
金属材料研究所
(強磁場超伝導材料研究センター)
准教授
准教授
淡路
智
木村尚次郎
多元物質科学研究所
(ナノスケール磁気デバイ
ス研究分野 )
教授
准教授
北上
岡本
修
聡
多元物質科学研究所
(軟Ｘ線顕微計測研究分野)
教授
准教授
高田
江島
昌樹
丈雄
多元物質科学研究所
( 量子電子科学研究分野)
教授
准教授
髙橋
渡邉
正彦
昇
授
隆志
研
究
テ
ー
マ
固体中の多数の電子が織りなすエキゾチックな物理現象（超伝導，磁気秩
序，電荷秩序等）のメカニズムを実験的に解明し，新機能性材料を開拓する
ことをめざしています。具体的には，高温超伝導のメカニズムを解明するた
めに，高温超伝導物質および関連物質の基礎物性を研究しています。一方，
室温超伝導物質の発見をめざして，新超伝導物質の探索的研究も進めていま
す。さらに，低次元量子スピン系物質におけるスピンが関与した新奇な熱輸
送の研究も行っています。
生命現象のような「自律的で柔らかいシステム」の物理学や工学を探求し
ています。特に、超高性能マイクロロボットであるバクテリアの運動や、究
極のナノマシンである生体分子モーターの動作原理を調べることで、熱ゆら
ぎが支配的な微小スケールで働く自律システムの物理学を研究しています。
さらに、得られた基礎知識を元に、生体分子を利用した人工ナノマシンなど、
新規工学技術の開発にも挑んでいます。本研究室では、基礎から応用まで含
む生命現象の総合的な理解と制御を目指しています。
青色発光ダイオードを代表とする窒化物半導体の研究を１９８０年代から
開始。材料研究の中心となる結晶成長装置として有機金属気相成長装置を 2
台配備。研究の主題は，エピタキシャル成長機構の研究，物性研究，および，
デバイス応用。結晶成長，物性評価，素子作製プロセス用各種装置を完備。
目標とする素子は，光ファイバ通信用光源，半導体だけによる白色光源，太
陽光の全波長域をカバーできる太陽電池，高出力・高速トランジスタ，およ
び，フォトニックナノ構造や極性反転構造などの微細構造の導入による新規
光機能素子である。
本センターは世界的にみても５カ所しかない有数の定常強磁場施設とし
て知られています。強磁場発生のために必要な，超伝導材料の開発や強磁場
マグネットの開発を行うとともに，30T を発生するハイブリッドマグネット
を筆頭に 20T 超伝導マグネットや 15T 無冷媒超伝導マグネットなどによる
強磁場を用いた物性研究や，磁場中での新材料作製プロセスなどの研究を行
っています。
磁石をナノサイズにまで微細化していくと，どのような性質を示し，外
場や熱に対してどのように振舞うのか? この素朴な疑問に答えることが
先端デバイスの設計・開発に不可欠になっています。私達の研究室では，
超高密度記録材料や永久磁石材料の単一ナノ粒子の基本物性そして高速
磁化ダイナミクスを明らかにし，それらの知見を基に磁性材料の高性能
化，新規な材料開発，さらには精密な磁化制御技術による新しい超高密度
メモリー技術を確立することを目指しています。
波長 10 nm 程度の軟Ｘ線を利用した半導体超微細露光技術やバイオ研究
の新たな発展が期待されている。この軟Ｘ線を自在に繰るため，世界に先駆
けて，軟Ｘ線の干渉作用を利用した高機能・多機能の光学素子を開発し，軟
Ｘ線工学技術を確立することを目指している。その一環として，軟Ｘ線顕微
鏡を開発し，微小領域の電子状態評価や生物試料の高分解能顕微観察への応
用を研究している。また，顕微鏡の高分解能化を進めるため，新しい対物鏡
システムの開発を行っている。
本研究室は，反応性や機能性など分子の性質の多くを決める波動関数の形そ
のものを観測するための種々の新規分光法の開発とその応用研究を進めてい
る。具体的には，
① 電子運動量分光による分子軌道の３次元観測と電子構造の研究
② 時間分解電子運動量分光の開発による化学反応中途の電子運動の可視化
③ 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
の 3 つのプロジェクトを中心に研究を行っている。
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講座又は研究所等
(専門分野又は研究部門等)
多元物質科学研究所
(量子光エレクトロニクス
研
究
分
野
)
原子分子材料科学
高等研究機構
教
教授
准教授
教
授
員
名
秩父重英
小島一信
水上
成美
研
究
テ
ー
マ
電子と，その逆の電荷を持つ正孔の結合量子である励起子の光デバイス応
用研究を行う。特に，励起子と光が互いの性質を共有する連成波を用いる光
デバイスの基礎から応用研究を行うため，①分子結合一個分の膜厚を人為制
御できるエピタキシャル成長技術により (AlInGa)N 系窒化物半導体や
(MgZn)O 系酸化物半導体の超薄膜・量子構造などを形成し，②100 フェムト
秒幅の光パルス・電子パルスを集束して励起子の局所的な動的観測を行う。
また，③それら構造を用いた新コヒーレント光源の提案と実証研究を行う。
スピントロ二クスのための新しい無機磁性体や有機・無機磁性体界面を創
生し、それらの示す光・スピン・電荷の織り成すダイナミカルな物理現象を、
超短パルス光等の方法を用いて研究しています。またそれら基礎物理現象を
ベースとした新しいデバイスの開発を行い、メモリや超高周波デバイス、発
光素子などの高性能・高機能化を目指しています。
備考：より詳細なことを知りたい場合は，工学研究科電子情報システム・応物系教務担当〔TEL(022)795-7186〕に問合
せ下さい。
◎表中の記号の意味
〔教員名〕
* 平成 30 年 3 月にて定年退職予定
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