微視的構造物性

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微視的構造物性グループ

物質の構造を通して,物性の起源をミクロな視点で明らかにする,構造物性研究を行っています。

主に放射光を使った回折実験から,様々な物性の起源に迫ります。

構造を通して物質の性質を知ることができると期待できる根拠は何でしょうか?

位置rにある原子に働く力Fを考えましょう。

固体全体のエネルギーをUとして,FUrで微分する事で得られます。

原子位置rを少し変えた時にエネルギーが

上がるのであれば元に押し戻されるし,

下がるのであればもっとその方向に原子は動くでしょう。

Uに影響するのは共有結合,イオン結合などに起因する弾性的な力だけでなく,

磁性などの電子の色々な性質も含まれます。

これが,構造を通して物質の性質を知ることができる根拠です。

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構造物性物理とX線回折 丸善出版 (2017).

X線回折で物性物理をどのように研究するかをまとめました。(amazonでランキング1位 だった瞬間の記録)

正誤表

機能構造科学入門 丸善出版 (2016).


最近の出来事

2021年1月

8-10 放射光学会。若林,企画講演「硬X線回折・散乱による物性研究の最前線 」を企画,鉄の不働態形成過程の話もします。

2020年12月

24 論文出版:

" Soft-X-Ray Vortex Beam Detected by Inline Holography"

Yuta Ishii, Kohei Yamamoto, Yuichi Yokoyama, Masaichiro Mizumaki, Hironori Nakao, Taka-hisa Arima, and Yuichi Yamasaki

Phys. Rev. Applied 14, 064069 (2020).

プレスリリース

22 SPring-8 秋の学校で若林がグループ講習 [X線反射率法(とその発展形)による界面構造解析]

17 論文出版:

"Metallic ground states of undoped Ti2O3 films induced by elongated c-axis lattice constant"

K. Yoshimatsu, N. Hasegawa, Y. Nambu, Y. Ishii, Y. Wakabayashi and H. Kumigashira

Scientific Reports 10, 22109 (2020).

14-16 石井,B4泉澤 PF BL-4Cで実験

10-12 若林,M1 宮川,B4竹内 SPring-8 BL13XUで実験。いろいろな人が入れ替わりで出かけているので,長い事顔を見ていない人が居る気がする。

-8 若林が途中M1 高田と交代しつつ,PFでの実験終了。

2020年11月

27- 若林,石井,B4 泉澤, 鈴木 PFのBL-4C, BL-16Aで実験開始

18 名古屋から来客あり。

13-17 M1宮川,高田,B4竹内,及び若林 PF BL-3Aで実験。

10  昨年度D3藤井君らの論文の成果が PF highlights 2019に掲載されました。

2020年10月

23-11/3  石井 PF BL-16Aで実験。

18-21 M1高田,宮川,B4泉澤,鈴木 SPring-8 BL35XUで実験 。

7 論文出版:

"Structure of quasi-free-standing graphene on the SiC (0001) surface prepared by the rapid cooling method"

T. Sumi, K. Nagai, J. Bao, T. Terasawa, W. Norimatsu, M. Kusunoki, and Y. Wakabayashi

Appl. Phys. Lett. 117, 143102 (2020).

ベイズ推定を使ったグラフェンの構造研究です。ペロブスカイト酸化物以外に我々の解析ソフトを適用した第一号の例。

2020年9月

25 名古屋大学の物性談話会で若林がオンライン講演。タイトルは”情報科学を用いた薄膜試料における表面・界面状態の放射光解析”

 オンラインで1時間喋ると,伝わっているかどうか反応が見えないので大変に不安。

2020年8月

27 石井助教らのコラム "スピンをねじると電子分布が偏る – マルチフェロイック物質中のわずかな電子変位を量子ビームで捉える"

24-26 大学院入試がありました。お疲れさまでした。

19-20 筑波大から低温X線回折実験をしに人が来ました。冷凍機がイマイチ不調ですいません。

2020年7月

17 准教授公募開始

2020年6月

30 論文出版:

“Electronic charge transfer driven by spin cycloidal structure"

Y. Ishii, S. Horio, Y. Noda, M. Hiraishi, H. Okabe, M. Miyazaki, S. Takeshita, A. Koda, K. M. Kojima, R. Kadono, H. Sagayama, H. Nakao, Y. Murakami, and H. Kimura

Phys. Rev. B 101 224436 (2020). Editors’ Suggestion

プレスリリース

15-23 石井 PFで放射光実験。当初予定されていたビームタイムが片っ端からキャンセルになり,うちで2020年度前期に実施する唯一の放射光実験がこれ。

2020年5月

29 論文出版:

"Direct Evidence of Simultaneous Reversal of Ferrimagnetically Coupled Sm 4f and Mn 3d Angular Momenta in SmMnO3"

J.-S. Jung, T. Nakamura, Y. Wakabayashi and T. Kimura

J. Korean Phys. Soc. 76 904-910 (2020). (Highlight)

20 PFニュースに記事が出ました。

"共鳴軟X線散乱を用いたマルチフェロイックスの配位子酸素サイトのスピン偏極観測"

石井祐太、木村宏之、中尾裕則, PF news 38, 15 (2020).

15 応用物理学会誌に記事が出ました。

"電流駆動誘起半導体レーザー"

下谷 秀和, 谷垣 勝己,応用物理 89, 278-281 (2020).

2020年4月

18 research のページ,回折計が逆空間のどこを測定するかの説明動画を追加。B4への説明用に色々作ってます。

9 COVID-19対策で,基本的に学生たちは家にいる事になりました。webミーティングでなんとかする予定です。

1 新年度,下谷准教授とその学生たち,石井助教,新B4が加わりました。

2020年3月

11 論文出版:

"Tuning of ferrimagnetism and perpendicular magnetic anisotropy in NiCo2O4 epitaxial films by the cation distribution"

Y. Shen, D. Kan, Z. Tan, Y. Wakabayashi, and Y. Shimakawa

Phys. Rev. B 101, 094412 (2020).

回折と分光を組み合わせてNiとCoの分布を調べ,成膜条件の違いによる物性制御の原因を明らかにしました。

10 卒業生の送別会を開きました。

9 論文出版:

"Robust surface structure analysis with reliable uncertainty estimation using the exchange Monte Carlo method"

K. Nagai, M. Anada, Y. Nakanishi-Ohno, M. Okada and Y. Wakabayashi

J. Appl. Cryst. 53, 387-392 (2020).

オンラインで公開されたのが3月で,紙での印刷は4月号。これは2019年度の成果なのか2020年度の成果なのか微妙。20年度かな....

3 論文出版:

"Early stages of iron anodic oxidation: Defective growth and density increase of oxide layer"

Hiromasa Fujii, Yusuke Wakabayashi, and Takashi Doi

Phys. Rev. Materials 4, 033401 (2020).

D3藤井君が日本製鉄 土井博士と進めてきた実験のまとめです。

プレスリリース 日刊工業新聞(2020年3月5日) 化学工業日報 (2020年3月31日)

1 D3藤井・穴田,M2永井,若林の4人でアメリカ物理学会@デンバーに出発しようとした所で,アメリカ物理学会中止の連絡。あわてて色々キャンセル。

2020年2月

24-3/1 B4高田・宮川,若林の3人でPF BL-3Aの実験。

20 電子物理学講座の卒業研究発表会。お疲れさまでした。

19 D3藤井君の鉄の論文2報目,Phys. Rev. Materialsに掲載決定。こちらは最速記録かも。

18 若林,The 2nd Annual Symposium in the Tokyo Tech-UCL-McGill Core-to-Core collaboration Defect Functionalized Sustainable Energy Materials: From Design to Devices Applicationで口頭発表

13-14 M2永井君,修士論文発表会@阪大基礎工(永井君も阪大所属のため)。お疲れさまでした。

Department of Physics, Graduate School of Science, Tohoku University, 6-3, Aramaki Aza-Aoba, Aoba-ku, Sendai 980-8578, Japan