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放射光科学第一研究系:表面科学研究部門

表面科学研究部門は,表面および界面に特有の機能に着目し,放射光をはじめとする様々なプローブを用いた実験手法を駆使して,それらの機能の発現機構を解明するとともに,新たな機能性物質を創成することを目指しています。単に既存の手法を利用するだけではなく,放射光実験施設や加速器研究施設・加速器第六研究系と協力して,新たな表面観察手法の開拓も行います。

部門長 部門長:雨宮 健太

活動内容

雨宮グループ:働く表面・界面をその場で観る

原子レベルで制御された磁性薄膜は,垂直磁気異方性や巨大磁気抵抗効果など,バルク磁性体には無い特長を示すことから,いわゆるスピントロニクス材料として利用されています。また,化学反応を促進させるために欠かせない触媒は,その表面において化学種の吸着,拡散,反応,脱離といったプロセスを協奏的に進行させることで,高い選択性と反応速度を実現しています。こうした機能性物質において,その性能の鍵を握るのは,動作中の表面・界面の状態です。本グループでは,深さ分解XAFS/XMCD法,波長分散型XAFS法など,新たな発想に基づく実験手法を開発し,表面・界面が働いている状態をその場で観る(オペランド観察する)ことによって,磁性薄膜や触媒の機能発現機構を解明するとともに,より高い機能を示す物質を創成することを目指しています。

メンバー:雨宮健太(教授),近藤寛(客員教授,慶応大理工),鈴木真粧子(客員准教授,群大院理工),山本涼輔(学際理学講座,東大院理,M2),渋谷昂平(受託学生,東理大理,B4)

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堀場グループ:表面・界面で新しい電子状態を創り出す

物質の表面や界面には、物質が本来持っているものとは異なる新しい電子状態が現れ、それにより新しい機能が生み出されます。それらの機能は電子回路部品やハードディスク、電池や触媒など様々な技術に利用されています。
本グループでは、物質の原子を1層ずつ制御する技術を用いて、自然界には存在しない界面状態を人工的に作製したり、表面状態を制御したりすることによって、その表面・界面にこれまでにない新たな電子状態を創り出す研究を行っています。また自然界に存在する物質についても、新しい概念の表面電子状態を探索する研究も行っています。
このような新しい電子状態を、角度分解光電子分光(ARPES)やX線吸収分光(XAS)・磁気円二色性(XMCD)等の放射光分光を駆使して、また中性子・ミュオン・陽電子など他のプローブも利用することによって明らかにし、更なる高い機能を持った表面・界面状態を実現することを目指しています。そのために、既存の装置では達成できない更なる高機能・高精度な電子分光装置の開発も進めています。

メンバー:堀場弘司(准教授),北村未歩(特別助教),組頭広志(特別教授(クロスアポイント),東北大多元研),湯川龍(特任助教),小畑由紀子(博士研究員),志賀大亮(連携大学院生,東北大多元研,D2),相馬清吾(客員准教授,東北大材料科学高等研究所)

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メンバー・連絡先 主な研究内容 リンク

雨宮 健太 [教授・放射光科学第一研究系主幹・量子ビーム連携研究センター長]

e-mail:kenta.amemiya@kek.jp
居室:4号館225号室
  • 新しい表面・界面観察手法の開発
  • 磁性薄膜の化学・磁気状態の深さ分解分析
  • 表面化学反応の実時間観察
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堀場 弘司 [准教授]

e-mail:horiba@post.kek.jp
居室:PF実験準備棟109号室
  • 新しい電子状態観測装置の開発
  • ARPESやXASによる表面・界面電子状態の解明
  • 実用機能性材料の電子状態観測
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北村 未歩 [助教]

e-mail:mkita@post.kek.jp
居室:PF実験準備棟109号室
  • 任意に構造制御した酸化物単結晶薄膜の作製
  • XASやARPESによる酸化物界面における新奇電子状態の観測
  • XMCDによる酸化物界面におけるスピン状態の解明
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KEKのひと #47

組頭 広志 [特別教授(クロスアポイント,東北大多元研)]

e-mail:hiroshi.kumigashira@kek.jp
居室:PF実験準備棟110号室
  • 先端計測に立脚した機能性材料の開発
  • 酸化物ナノ構造を用いた新奇量子物質の開拓
  • 酸化物デバイスの界面評価手法の開発
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東北大学・組頭研

阪田 薫穂 [博士研究員]

e-mail:kaoruho.sakata@kek.jp
居室:

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