統計物理学 数理物理学 Jマテリアル強相関物性 固体電子物性 低次元マテリアル物性 凝縮系ダイナミクス 量子物性物理学（電子科学研究所） 先端機能物質物理学分野（NIMS） スピン共鳴物性物理学分野（理研） ホーム

物性物理学専攻研究室 研究室名 指　導　教　員 研　　究　　内　　容 統計物理学 教　授 教　授 准教授 助　教 根本　幸児 北　　孝文 速水　賢 奥田　浩司 　 統計物理学に関する理論的研究を行っている。ひとつには多 自由度系の統計理論的研究。例えばランダム系や複雑ネット ワーク上における相転移現象の統計理論，非線形動力学(結 合振動系)，非平衡統計力学等の研究。また，超伝導・超流 動などの理論的研究や，場の量子論的手法に基づく非平衡統 計力学の研究。具体的研究テーマとしては，ボーズ・アイン シュタイン凝縮。相関の強い系の超伝導。量子渦の構造とダ イナミックス。量子輸送方程式による非平衡統計力学。さら には，相関電子系に関する理論的研究として、物理現象の本 質を捉えた理論モデルを構築し，数値・解析手法を相補的に 用いたアプローチを行う。研究テーマは，マルチフェロイク ス，スピントロニクス，フラストレート磁性，トポロジカル 絶縁体，多極子など。 数理物理学 教　授 講　師 山本　昌司 大原　潤 　 強相関電子系，多自由度(電荷，スピン，軌道，格子)結合系 に新奇な量子協力現象を開拓ひいては新たな理論的パラダイ ムの構築を目指す。現象の解明はもとより，その道程たる数 理の開発・深化にも数値コーディングと解析計算の両面から 力を注ぐ。舞台として(光)格子磁性体，遷移金属錯体・酸化 物 有機高分子，現象あるいは計算物理量として量子スピン 液体，光スウィッチング磁石，核磁気共鳴，非弾性中性子散 乱，ラマン散乱，光学伝導度，角度分解光電子分光。特に最 近のキー・ワードとして“トポロジー”を挙げる。幻の粒子 マヨラナ・フェルミオン，目に見えないゲイジ(位相)自由度 が暗躍する分数励起，5次元周期格子の分身たる2次元準結 晶(無理数格子)。物質に潜む美しい対称性の定式化から，実 験グループと連携する実証研究まで幅広い。 Jマテリアル強相関物性 教　授 教　授 准教授 助　教 網塚　浩 柳澤　達也 武貞　正樹 日高　宏之 　 固体電子内のスピン軌道相互作用と結晶構造に内在する パリティ対称性の破れがもたらす新しい物質機能、 並びにこれを有する新物質（Jマテリアル）を開発する。 極低温・強磁場・超高圧下での熱・磁気・輸送・超音波物性実験 及び中性子散乱・ミュオンスピン緩和・共鳴X線回折等の微視的実験を用い、 Jマテリアル系に発現する超伝導や磁気相関、電子－フォノンの古典的、 量子的協力現象に関して、それを支配する秩序度と揺らぎに注目し、 X線回折とレーザー分光を用いて構造とダイナミクスの両面から機構解明を行う。 さらに電子励起を伴う光励起状態と協力現象が交わり発現する 新奇現象を基礎物理学的側面から解明する。 固体電子物性 教　授 助　教 吉田　紘行 今　布咲子 　 高温高圧合成法を含む多彩な化学的手法により強相関電子系 の新物質を開拓し、その性質をバルク物性測定(電気抵抗・ 磁化・比熱測定や超高磁場中物性計測など)と微視的物性測 定(μSRや中性子、放射光X線散乱など)により解明する。 具体的には、フラストレート磁性体の開発と強磁場中量子多 体状態の探索、拡張多極子物質の開拓と交差相関現象の探 索、スキルミオン物質の開発、アクチノイド化合物の開発と 新規超伝導状態や奇パリティ多極子の観察などを行う。 低次元マテリアル物性 教　授 准教授 講　師 助　教 助　教 河本 充司 松永 悟明 井原 慶彦 延兼 啓純 福岡 脩平 　 分子性物質等の強相関電子系において新しいタイプの超伝導 状態や新奇な電子状態について，主として核磁気共鳴(NMR) 法の手段をもちいてミクロな観点から研究を行う。極低 温に至る広範囲な温度領域での磁化，輸送現象等の測定も行 う。また，NMRの誘電体など，他の物性探索への手法の開 発も行う。 低次元導体における電子物性の研究。有機・無機物などの低 次元電子系特有の超伝導，電荷・スピン密度波，トポロジカ ル現象等の新奇量子物性を調べる。微細加工を用いたメゾス コピック物理も対象とする。低温，高磁場，高圧下における 輸送現象やSQUID磁束計を用いた磁化率の精密測定，極低温走 査トンネル顕微鏡測定等により低次元系の電子物性を解明す る。 凝縮系ダイナミクス 准教授 助　教 三品　具文 山本　夕可 　 光と物質の相互作用を主にレーザー光を用いた分光測定に よって研究する。対象となる系は有機物、金属、半導体等で ある。溶液中分子の発光では液体のダイナミクスに起因する 数ミリ秒のエネルギー緩和を扱い、半導体の励起状態緩和の 測定ではマイクロ秒からナノ秒程度、固体中のフォノン分光 ではピコ秒以下の時間スケールの緩和現象を扱う。半導体ナ ノ粒子の研究では化学合成によって数ナノメートルの微粒子 を作成し、電子をナノ粒子に閉じ込めた際の量子効果に起因 する様々な現象を研究している。 量子物性物理学 （電子科学研究所） 教　授 准教授 小林　夏野 近藤　憲治 　 （小林）超伝導・磁性を中心とした量子物質の開発を行う。特に準安 定構造を持つ物質に着目し新規構造と新規電子状態の探索を 行う。高圧合成を含めたバルク物質合成や真空蒸着による薄 膜合成を行い、回折実験・元素分析・電子顕微鏡などを用い た解析と電気伝導・磁化率などの物性測定を行う。 （近藤）場の理論を用いた輸送現象及び電子構造の理論研究。具体的 には、スピン軌道相互作用はSU(2)の非可換ゲージ場と見なせる ので、場の理論を用いたスピントロニクス素子のデバイス特性の 導出ならびにトポロジカル絶縁体のデバイス応用を目指した理論 研究を行っている。また集積化に伴い低次元化を余儀なくされる 電子の1電子スペクトラムをGW近似やGWΓ近似を用いて、正確 に計算する研究を行っている。 独立行政法人　物質・材料研究機構　（つくば市） 大学院連携： 先端機能物質物理学分野〔博士後期課程〕 研究室名 指　導　教　員 研　　究　　内　　容 表面量子相物質 客員教授 内橋　隆 　 超高真空・ナノテクノロジー技術を駆使することで、表面界面における二次元量子系 を原子・分子レベルで設計・創成し、走査トンネル顕微鏡やその場電気伝導測定など の実験的手法を用いてその未知の物性を解明していく。 特に半導体基板表面上に成長する金属原子層やグラフェンを代表とする 二次元原子層物質において発現する超伝導やトポロジカル状態に注目して研究を行う。 先端機能物性理論 客員教授 山瀬　博之 　 量子多体物性の理論的研究。 解析的な理論手法と数値計算を駆使して， 高温超伝導，超伝導と磁性の共存・競合，臨界現象と量子相転移、新規量子状態の解明の研究を行う。 電子相関効果という観点から物質の新しい基礎的概念を創出することを目指す。 ナノスケール光機能 客員教授 長尾　忠昭 　 ナノスケール材料や表界面に現れる電場増強、光電・光熱変換などの物性を、 表界面分析、ナノ分光法を用いて研究する。物理・化学合成やリソグラフィーにより ナノ構造制御された材料を製作し、シミュレーションと分析評価とを相互にフィードバックさせながら、 エネルギー変換材料や高感度センサー材料の開発を行う。 強磁場物性 客員教授 今中　康貴 　 NIMSの先端強磁場磁石を用い，量子ホール系やグラフェン， トポロジカル絶縁体などの様々な物質における電子，スピン 性の研究を行う。特にテラヘルツ波を中心に，ミリ波から 紫外光までの幅広いエネルギー領域の分光技術を駆使し，新 規物性現象の解明を目指す。 国立研究開発法人　理化学研究所　(埼玉県和光市) 大学院連携： スピン共鳴物性物理学分野 〔博士後期課程〕 研究室名 指　導　教　員 研　　究　　内　　容 ミュオンスピン共鳴 客員教授 渡邊　功雄 　 理化学研究所の運営する理研RALミュオン施設(英国 Rutherford-Appleton研 究所)において、素粒子ミュオンを用いた物性研究(μSR法)を行う。金属、絶縁 体や有機分子性物質など幅広い物質における磁性・超伝導・産業応用・非破 壊分析・ミュオン超微細相互作用などの実験的・理論的研究を行う。また、スパ コンを用いた凡密度関数法(DFT法)によるミュオン位置計算を実施し、磁性体 における磁気スピン構造の理論的な解析も展開する。 電子スピン共鳴 客員准教授 大島　勇吾 　 電子スピンのミクロなプローブ法である「電子スピン共鳴(ESR)」を用いて、凝縮 系物質などの物性研究を行う。特に高周波ESRの高分解能を活かし分子性物 質の電子状態などを明らかにする。また、従来の測定手法にとらわれない装置 を自ら開発し、新たなスピン科学を展開していく。