４．点検評価と課題
4-1 電子構造研究系
国内評価委員会開催日：平成１７年１２月２８日 委 員 山内 薫 （東大院理，教授）
福村 裕史 （東北大院理，教授） 西 信之 （分子研，教授） 大森 賢治 （分子研，教授） 大島 康裕 （分子研，教授） オブザーバ 中村 宏樹 （分子研，所長） 国外評価委員面接日：平成１８年３月６日∼７日
委 員 A . W elford C astleman, J r.（Professor, Pennsylvania S tate University）
4-1-1 点検評価国内委員会の報告
電子構造研究系の構成員は，現在，基礎電子化学研究部門に西 信之教授，電子状態動力学研究部門に大森賢治教授， 大島康裕教授の３名である。この３名に対して，国内委員２名と外国人評価委員１名が系の評価にあたった。
所外委員との全体討論
所 長：１９年度からを目途とした分子研の組織再編を考えている。全体を４領域に大きく分け，各領域に施設を 割り振るような組織となるだろう。現在，４３研究グループがあるが，この規模をグループ数で保つか，グ ループ内の構成を少し増やし，グループ数を減らすかを考慮中である。分子研としては，現在は，大学 から大学院生が入りにくい状況にあると判断している。外国からの人材の導入も含めて検討すべきであ ろう。
所外委員Ａ：今日の報告では，３名の教授から大変レベルの高い話を聞くことができた。西教授の研究の内容は予想 を超えていた。まとまった話を聞くと，思想や流れがよくわかる。大森教授の内容は，大変ファインな 研究であり，量子情報の制御，干渉など大変面白い内容を含んでいる。ここまで判っており，ここが大 事である，ここが面白いということを更にアピールする工夫がもっと必要であろう。固体の系に入るの も面白いが。困難な問題もあるだろう。大島教授の研究は，高分解能分光と超高速レーザーを組み合わ せた興味深いものである。東北大学の三上研究室の研究内容と大変似ているという印象を持った。知の 最前線で新しい研究分野を開拓するという認識を更に強めてもらいたい。分子間ポテンシャル等を正確 に求めることは重要であり，溶液等の研究にも広まるだろう。
所外委員Ｂ：西教授の研究は，新しい材料を提供するのではと期待される。大森教授は若手のホープであり，干渉効 果をうまく使った独創的な研究を行っている。気体のみならず，固体のパラ水素の研究は面白い。量子 力学の基礎となることに，観測の問題を取り入れて考えている。大島教授は，量子状態の分布として回 転の問題を捉えている。分光学としては古い問題と思われやすいので，波及効果を考えて訴える必要が あるのではないか。分子間ポテンシャルの決定という仕事に多くの人への説得力を増す努力をされる必 要があるだろう。全体的に，大変高いレベルの仕事が行われているという印象を持った。
今回の評価は研究内容についての評価が主体であり，組織等に関しては現在再編作業が進行中であることと，その 中で電子構造研究系が物質科学系と光分子科学系の２領域に別れることに関しても，所内所外の各委員の納得が得ら れた。以下に所外委員からの評価文を載せる。
4-1-2 国内委員の意見書
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研究分野における役割と位置付け
分子科学研究所の役割は分子科学の分野において世界を先導する研究を行い，国際社会に向けて成果を発信し，人 類の知の地平を拡げて文化的貢献を行うことと考えられる。電子構造研究分野においては，これまで良く知られてい る分子系については，その基礎的知見は十分に明らかにされており，新しい物質系の探索とその物性の解明へと研究 の方向は進みつつある。西グループの研究の一部である炭素−金属ハイブリッドナノ構造体の研究はこのような方向 性を持ったものと位置づけることができる。一方，簡単な分子系を用いる場合には，現象自体が未解明の問題に挑む ことになる。大森グループと大島グループの取組んでいる可干渉フェムト秒パルス光による分子の電子状態と振動状 態の位相制御は，このような方向性を持ったものとして位置づけることができる。いずれの方向においても，これら のグループの目指しているものは世界を先導する成果につながっている。
研究内容と研究者の評価
西グループの研究において特筆すべきは，金属と炭素を含む新しい構造を有する物質系の開拓である。特にナノ物 質の磁性は大変ホットな分野であり，世界的にも注目を集めうる成果と考えられる。透過型電子顕微鏡などの分析機 器を用いて行う研究スタイルは物質科学の方向に少し傾き過ぎているかもしれないが，電子構造研究の視点は一貫し ており，今後も確実な発展が期待できる。このグループは同時に，液体中における局所クラスター構造についても非 常に基礎的な研究を行ってきており，従来の教科書を書きかえるほどの成果をあげつつある。研究レベルは極めて高 い。
大森グループは，東北大学で行っていた研究をさらに精緻に行える実験系を組上げ，フェムト秒光位相制御の実験 的な極限にまで辿りついている。その研究成果は，Science 誌および Phys. Rev. Lett. 誌に受理されており，分子線中の
分子波束の制御と観測の技術はまぎれも無く世界トップレベルにある。今後，固体を試料として研究を行うという方 向には幾多の困難が予想されるが，十分な実力があるものと期待できる。量子コンピューターへと発展させる試みは 興味深いが，用いる分子系の個性に応じた特徴が出せれば，電子構造研究の一分野として開花する可能性もある。但 し，「量子論の検証」というとき，その目指すところをわかりやすく説明する必要性が感じられた。
大島グループはスタートしてから間も無いが，干渉計測法あるいは時間分解蛍光ディップ法などを用いて分子の内 部回転波束を観測するなどの成果をあげつつある。ベンゼン−水のクラスターを用いた分子間相互作用ポテンシャル の精密測定なども一定の評価ができる。研究者のポテンシャルは十分に高く，研究を進めていけば新たな発展がある ものと期待される。但し，既におおまかに明らかになっていることをより細かく定量的にしていくという研究は，質 的発展を伴わないことが多いことを忘れないよう研究の方向を見守る必要があろう。現時点での評価は早すぎると判 断した。
研究分野の重要度
量子力学は写真定着技術に支えられた分光学にその実験的手法の起源があり，熱力学も蒸気機関のエネルギー効率 の理解に源がある。新しい技術の誕生とともに物理化学は様相を変えてきた。技術は，ある時は研究対象そのもので あり，また研究手法の革新によって見えなかったものが見えてくるという貢献もある。フェムト秒レーザーを用いた 分子位相制御の研究はこの流れの中にあるものと考えられ，現代の電子構造研究の中で重要な要素技術のひとつであ ろう。新しいナノ材料の科学は，物質合成法自体が新しい技術を伴うものであり，電子構造研究の中で極めて重要な 分野である。
ここで，IS I W eb of K nowledge を用いた特定分野の論文数の年次変化を調べた結果を紹介する。題名，キーワード， あるいはアブストラクトにそれぞれの単語を含む論文数の変化は下図に示す通りである。“ C luster” などの単語は，遺 伝 子 ， 天 文 な ど の 分 野 で も 使 わ れ て お り 注 意 深 く 排 除 し て あ る 。 興 味 深 い の は ，１９９１年 よ り２００５年 ま で の 間 に ， Molecular C luster，R aman S pectroscopy，F luorescence S pectroscopy，L aser C hemistry などの分野で論文数はおよそ３倍 に伸びている。一方，Molecular-B eam と Photochemistry & T riplet では，ほぼ横ばいである。「分子ビーム」の場合には 毎年2000編の論文が出版されていることから研究層の厚さが見てとれるが，新たな応用の方向が開けていないためか， 他の分野に比べて伸びが無い。「ラマン分光」や「蛍光分光」など，決して新しくない測定技術も「クラスター」や「レー ザー化学」と同様に伸びているのは，生物科学，材料科学への応用展開がなされているためではないだろうか。C 60 は １９９３年にピークがあり衰退しているが，「単一分子」は急速に伸びている。ここには示さなかったが，「ナノ化学」も
「単一分子」と同様に２０∼３０倍の伸びである。以上のように，「クラスター」が重要な研究分野として伸びていくこと は十分に予想できる。一方，分子ビームとしての研究はタンパクや核酸などの生物試料を用いるなど，工夫が必要に なってくるであろう。
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西信之教授，大森賢治教授，大島康裕教授から構成される電子構造研究系の研究グループは，それぞれ極めて独創 性の高い研究を進めており，その研究は，質と量ともに世界をリードするものである。なかでも，西教授のグループ の炭素と金属のハイブリッドナノ構造体の形成に関する研究，大森教授のグループにおけるアト秒エンジニアリング の展開，大島教授のグループの分光学と超短パルスを組み合わせた新しい研究手法の開拓には感銘を受けた。
西教授のグループについて
西教授のグループでは，物質の混合と分離に関する基本的なテーマを一貫して取り扱い，その根源を明らかにすべ く研究を展開している。確固たるクラスター技術，分光技術，表面分析技術に裏打ちされた研究によって，新規物質 系である炭素−金属混合ナノ構造体を発見し，その構造変化過程を明らかにした点は顕著な業績である。
エタノールと水，酢酸と水の系において，局所構造と溶解過程の関係を質量分析法とラマン分光によって解明した 研究は，混合溶液系とはどのようなものであるかという基本にミクロスコピックな視点から明快な解釈を与えたもの である。また，これまで信じられてきた酢酸二量体の幾何学的構造が実は正しくなく，ノンサイクリック型であるこ とを突き止めたことは，全体の研究の流れから見れば枝葉の成果かも知れないが，溶液系のミクロスコピック構造に 関する先入観に警鐘を鳴らすものであり，基本的かつ重要な成果である。
F eC2を基本構成要素とするナノクラスターの研究では，イオン結晶が，電荷移行を経ると同時に構造変形を起こし， その結果，グラファイト状のカーボン原子によって鉄のクラスターが囲まれる構造をとるという新規な現象を発見し，
「炭素の皮に包まれた金属クラスター」という新物質システムの構築に成功した意義は大きい。この物質については， 大きな保持力が見出されるなど，新しい素材の開発につながる可能性がある。
また，クラスター構造を出発点としたレーザー励起や加熱により金極ナノフィルムや，炭素皮膜をもつナノワイヤー を生成させるなど，機能性物質の合成に混合クラスターの持つ特徴を最大限に生かしている。これらの独創的な研究 手法と成果は，これからの材料開発の先鞭であると同時に，物質創成に「混合系の自己組織化」を活用するという新 概念を導入したものであり高く評価されるべきものである。
大森教授のグループについて
大森教授のグループでは，独自に開発したアト秒位相変調器を用い，２つの超短パルスレーザーの相対位相をアト 秒の精度で制御することに成功したばかりか，それを用いて，分子内にコヒーレントな波束を用意し，アト秒精度で それを制御した。これは，時間分解能を極限まで高め，量子干渉を利用して分子の核間距離をオングストローム以下 の精度で制御したことに相当する。
大森教授は，その分子に書き込まれた量子位相を「情報」として意義づけ，気相の分子に量子情報を書き込むこと に成功した。そして，これに留まることなく，この量子干渉を，デコヒーレンス過程を追跡するために利用し，固体 パラ水素中における分子系のデコヒーレンスの研究を進めている。一連の仕事は，アト秒エンジニアリングという，分 子科学を基礎とする新しいエンジニアリングの分野を切り開くものであると同時に，量子力学の基礎や観測の問題に も関わるものであり，高く評価されるべきものである。そして，今後のさらなる展開が期待できる。
大島教授のグループについて
大島教授のグループでは，フェムト秒レーザーと高分解能レーザーを組み合わせることにより，実時間領域の情報 と周波数領域の情報から分子のダイナミクスを理解するという独自のアプローチを展開している。大島グループは，平 成１６年９月より発足した新しいグループであるが，すでに，分子研において新しい研究成果を挙げており，発足以来， 研究室の立ち上げに全力を尽くしてきたことがうかがわれる。
相対位相をランダムに変調したパルス対を用いる干渉計測により，分子内のメチル基の内部回転に関するダイナミ クスの情報を得るなど，興味深い結果が得られている。さらに，強光子場において分子が起こす非断熱過程を，その 固有状態の分布の変化として捉えた研究は，強レーザー場で分子がいかに回転励起されるかという基本問題に，分光 学の立場から明快な解答を与えるものであり，高く評価されるべき仕事である。
その他にも，原理的に新しい分光手法の開拓とともに分子のダイナミクスに関する理解を深める努力を進めており， 将来の新分野の開拓につながるものと，これからの発展が大いに期待される。
4-1-3 国外委員の評価
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Dear Director General H. Nakamura:
It has been a distinct pleasure to meet with them on March 6th to 8th, 2006, and discuss the work of the professors who serve as group heads in the Electronic Structure Department of the IMS. The department continues to be staffed by world class researchers, and the Department Head and Institute Director are to be congratulated for their success in maintaining high standards in retaining faculty and also in attracting and hiring new ones. Two relatively new hires (Proferssors Ohmori and Ohshima) have allowed the programs of the department to be broadened by undertaking some exciting new directions, one which is focused on a combination of quantum control problems and also the test of concepts at the boundary of classical-quantum theory. Professor Ohmori’s recent accomplishments in the area of wave packet propagation, with two papers about to be published in PRL and Science, are especially noteworthy. These findings, including planned studies, are likely to have major impact on our fundamental understanding of ways to achieve quantum control, and also have the potential of providing answers to fundamental questions regarding the behavior of matter at the quantum level. Achievements in this area are likely to provide high visibility. Another new direction has been initiated in the department by Professor Ohshima, in the area of photochemistry. The novel concept is to employ wave packet control to influence molecular motion and hence chemical dynamics. Attaining the ability to photochemically effect molecular motions would be a major accomplishment and is a very promising avenue of research clearly worth pursuing. A second related activity involves determining intermolecular potentials, and a third, deducing the structure of clusters. The alignment of rotational states employing high intensity light fields is a promising area of endeavor as are studies to be devoted to obtaining the sensitivity needed for deducing structural properties of clusters through the use of STIRAP with high coherence allowing complete population transfer. Focusing on obtaining intermolecular potentials for a variety of molecular systems offers the promise of providing information that will be widely used by others who endeavor to calculate the structures of complex systems, especially those involving hydrogen bonding.
The continuing and expanding effort of the Department Head’s own individual work is providing the basis for the cohesiveness of the program as it impacts on detailed understanding of phenomena and intermolecular interactions responsible for the properties of matter of nanoscale dimensions, including quantum effects and property changes with individual variations in the molecules/ atoms comprising selected mixed systems. This area is likely to give rise to the discovery of new phenomena, and with its focus on materials and nanoscale science, can serve to unify many of the objectives of research underway in the various departments at the IMS.
It has been interesting for me to follow one of the threads that permeates throughout the work of the Department Head that has served to bridge the gaseous and condensed state. Through comprehensive work on mixed systems, the scientific findings have provided the scientific community with insights of unprecedented detail concerning bonding and in some cases the existence of cluster aggregates that retain their structure in the condensed phase, and hence influence the properties of the bulk systems. Particularly enlightening in this regard are studies of hydrogen bonded mixed systems involving alcohols, and organic acids with water. The new fundamental studies have unified understandings derived from cluster science, structural considerations, spectroscopic studies and thermochemistry, and the breadth derived from these findings will provide insights of value in many areas including biochemistry where hydrogen bonding is central to behavior, and will pave the way for future studies on more biologically relevant molecules. Equally valuable are studies focused on “soft-hard” and “hard” systems that relate to other aspects of nanoscale science.
During the visit I was informed that consideration is being given to reorganizing the departmental structure of IMS to one that might have as its focus, “Regions,” perhaps with themes such as: Materials Molecular Science; Photo-molecular Science; Theoretical and Computational Molecular Science; and Bio and Coordination Compounds Molecular Science. This organizational structure would be in keeping with the current activities under way at IMS, and would alleviate the problems that presently exist where some departments are essentially sub-critical in size. In view of the broad interest throughout the world in the field of nanoscience, and the impressive center already existing at IMS, it will be necessary to retain such a unit title, even if the subject can be easily subsumed in the Region: Materials Molecular Science.
During the last day, an opportunity arose for me to tour the laboratories of six other professors, two of whom were available for discussions. Professor Kitagawa described a fascinating aspect of his research having to do with protein molecular recognition/ sensing of small (diatomic) molecules such as CO, NO and O2. Interesting discussions with Professor Matsumoto provided me the opportunity to learn about an important area of work pertaining to the photochemistry of adsorbates on metal surfaces which he is probing using ultrafast laser techniques. I was also very pleased to have had an opportunity to tour laboratories dealing with the interaction of light with gold nanoparticles, the synthesis of gold particles of specific atomic composition and the study of some of their reactive characteristics, a tour of the extremely impressive 920 MHz NMR facility, and one of the nanoscience laboratories where molecular systems are synthesized and subsequently characterized. Each of the research associates which gave me a tour of these other laboratories, did a splendid job in describing their work and its objectives. It is clear that IMS attracts outstanding individuals from many scientific fields as assistants, coworkers, and potential future leaders in science.
Another observation I wish to comment about concerns the facilities available at IMS for conducting forefront research, as well as the high quality research personnel who have such original and innovative ideas to pursue. These factors would seem to position IMS to be able to continue being one of the leaders in the world in conducting first class science. But this opportunity to stay at the fore is clearly going to be eroded by the budget situation, and concomitant understaffing. There is an urgent need to increase the number of both junior as well as senior scientists, as well as research associates and students. It is imperative that the government
redress this intolerable situation, before the situation of the Institute becomes irreversible. Furthermore, while it is admirable for individuals to interact with industry, and also for the institute to pass on scientific and technological findings that will stimulate new developments and hence help the nation’s economy, first class science cannot be accomplished if the institute were to become an arm of industry, with the motivation for work prompted primarily by industry driven application based research. Care must be taken that such a situation does not arise.
As we both recognize, one of the greatest needs of IMS is to have more highly qualified personnel; especially significant would be the acquisition of a larger number of graduate students conducting their research under the direction of your scientific staff members. I was pleased to learn that the present situation of having too few students may be partially alleviated through a new JSPS program for students from Asian countries. It may be worthwhile acting on this opportunity immediately by encouraging some of your more articulate group leaders to travel to these countries and make contact with prospective candidates. They must be prepared to convey to them the exciting work in progress and the opportunities available for participating in science at the “cutting edge.” After a detailed personal conversation with prospective students, it should be possible to sort out the most promising qualified candidates.
Another problem you evidently face is similar to that in the US and elsewhere, namely too little interest in the field of science on the part of the upcoming generation of students. It may be worthwhile to initiate an “outreach program” in which again, your more articulate group leaders make visits to undergraduate colleges and advanced high schools throughout Japan, giving talks about their exciting work. Perhaps involving some of their teachers in research during school vacation periods might be useful as these faculty members could end up as valuable ambassadors between their schools and the IMS.
Finally, in response to your wish about possible future areas of research emphasis, in addition to the fields currently being pursued, I believe the areas of nanoscale materials involving: 1) laying the fundamental science for the design of new heterogeneous catalysts with selected reactivities; 2) and devising scientific concepts for the formation of materials with desired properties through cluster assembly, are both research areas worth pursuing.
I hope my observations and comments are of some value to you. I thank you and your scientific staff for the interesting, informative and friendly interactions during my visit. I look forward to my return visit as councilor in early winter/late fall. Best wishes for a successful new research year.
Sincerely,
A. WELFORD CASTLEMAN, JR.
Eberly Distinguished Chair in Science Evan Pugh Professor
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親愛なる中村宏樹所長：
２００６年３月６日から８日にかけて IMS の電子構造研究系の教授の皆様にお会いし，その仕事について議論できたこ とは格別の喜びです。この研究系は世界的なスタッフを揃えており，系の主幹および研究所所長はその高い水準の維 持に成功しこれからも優秀な新人を集めるであろうことを祝福します。二人の比較的新しい採用者（大森教授と大島 教授）は，研究系の計画がいくつかの刺激的な新しい方向を目指すことによって拡がりをもたらすことに貢献してい ます。その一つは，量子制御問題の組み合わせと古典−量子理論の境界における概念の検証に中心が置かれています。 大森教授の最近の業績，波束の伝搬という領域における業績は，PRL と Science 誌に出版されようとしていますが，十 分に価値の高いものでしょう。これらの発見は，計画的な研究の上に成り立っていますが，量子制御を実現する基本 的な理解の方法に大きなインパクトを与えそうであり，物質の振る舞いに関する量子論的なレベルでの基本的な問題 に解答を与える可能性が高いものです。この領域での彼の業績は高い注目を浴びるでしょう。もう一つの新しい方向 が，光化学の分野で大島教授によって開始されようとしています。彼の新しい概念は，分子の運動に影響を与える， 従って化学動力学に影響を与える波束の制御を取り入れています。分子の運動に光化学的な影響を与えうるというこ とは，大変期待できる研究の道であり明らかに実行する価値があると言えましょう。二番目の問題に関連する活動は， 分子間ポテンシャルの決定に関わるものであり，三番目のそれはクラスターの構造を演繹的に決める仕事でしょう。高 強 度 の 光 の 場 を 用 い た 回 転 状 態 の 整 列 と い う 問 題 は ， 完 全 な 分 布 の 転 移 を 可 能 に す る 高 い コ ヒ ー レ ン ス を 持 っ た S T IR A Pを導入し，クラスターの構造的な特性を導き出すのに必要な検出感度を到達しようとする努力によって将来を 約束された領域となるでしょう。多様で多数の分子系に対して分子間ポテンシャルを得る事への集中的な努力は，特 に水素結合を含む複合体の構造の計算を行おうとする人々に広く情報を与えることは確実でしょう。
系の主幹自身の，継続的であり拡がりつつある仕事は，凝集現象という研究プログラムの基礎を与えつつあり，ナ ノスケールの次元での物質の性質を決める分子間の相互作用や現象の詳細な理解にインパクトを与えるものでしょう。 これは，選択された混合系をつくる分子／原子系における量子効果や個々の多様性を有する性質の変化を含んでいま す。この領域は，新しい現象の発見をもたらすでしょうし，物質科学やナノスケール科学に焦点を当てることによっ て IMS の多くの研究系で進行している研究の目的を融合させるでしょう。
私にとっては，系の主幹の，気相と固相とを繋げるであろう仕事を貫く研究の本筋に興味があります。混合系にお ける集中的な仕事を通して，その発見が科学者のコミュニティーに化学結合に関するこれまでになかった詳細な洞察 を与えるでしょう。ある場合には，凝縮相に於いてもその構造を保ったクラスターの集合体が存在し，物質の性質を 決めているわけです。特に，この意味で重要な仕事は，水とアルコール，あるいは水と有機酸類の混合系における水 素結合の役割の解明でしょう。この新しい基礎的な研究は，クラスター科学，構造解析，分光学的な追求，そして熱 力学的な考察などから導かれた理解を統一するものであり，これらの発見から導かれた広い視野は，生物化学の分野 を含む水素結合が中心的な振る舞いを果たしている多くの領域に価値ある識見を与えるでしょうし，より生物に関わ る分子系のこれからの研究への道を開いたと言えるでしょう。ナノスケール科学の他の見方に関連して，“ 柔らかい物 質−固い物質の混合系” そして“ 固い物質の混合系” に焦点をあてた研究も同様に価値のあるものでしょう。
私の訪問の間に，IMS の系の再編についての考えを聞かされました。“ 領域”おそらく，物質分子科学，光分子科学，
理論・計算分子科学，そして生物・錯体分子科学のようなテーマに焦点が絞られているのでしょう。この再編は，現 在の IMS の活動状況に応じたものでしょうし，現在の編成の下で幾つかの系の単独の存在が抱える問題を軽減するで しょう。また，それはすでに IMS が有する印象的なセンターではあるのですが，ナノ科学の分野で世界的な広い興味 という視野から見た場合，たとえこの課題が容易に包括されうるものであっても，物質分子科学という領域名を保有 することは必要なことでしょう。
昨日，６名の他の系の教授の研究室を訪問する機会を持ちました。その内の２名の教授とのディスカッションが持 てました。北川教授は，C O，NO，及び O2のような小さな（２原子）分子の蛋白分子認識／検知に関する魅力ある研 究について話して頂きました。松本教授との興味深い議論からは，超高速レーザー技術によってプローブされる金属 表面の吸着分子の光化学に関した重要な領域について学ぶ機会を持つことができました。また，他の研究室の見学の 中で特別の原子組成を持つ金ナノ粒子の合成とその特異的な反応特性を紹介され，また，特に印象深かった 920MHz の NMR 装置，そして分子システムが合成され続いて解析されるナノ科学研究室等のツアーは大変楽しいものでした。そ れぞれの研究室を案内して頂いた研究助手の皆さんは，彼らの仕事とその目的の説明に申し分なく務めを果たしてく れました。IMS が多くの科学の領域から助手や共同研究者，そして科学の近い将来のリーダーとなるべき人材を集め ていることは明らかです。
私がコメントしたいもう一つの所見は，先端研究を行う為の IMS の装置群と，独創的で革新的なアイデアを遂行す る研究者の高い質についてです。これらは，IMS が第一級の科学を展開する世界のリーダーとしての位置を保ち続け るための要素と言えるでしょう。しかしながら，この第一級の地位を保ち続ける機会というのは，予算の状況が悪く なったりスタッフの削減などが行われると忽ち損なわれる可能性があります。緊急に，シニアな研究者とともに若い 研究者，助手や学生の数を増やす必要性があります。政府は，研究所の状況が取り返しのつかないものになる前に，こ の耐え難い状況を是正する必要があるでしょう。更に，研究者が個々人の立場で企業と交流し，国の経済を助けるよ うな科学的技術的な新発見を可能にすることは推奨すべき事ではありますが，企業によって支援された応用重視の仕 事が導入され研究所が企業の片腕となるようなことがあれば第一級の科学水準を保ち続けることは出来なくなるでしょ う。そのような事が起こらないように十分に注意しなければなりません。
我々が共に認識しているように，IMS の最も大きなニーズの一つは，より高度な資質をもつ人材を確保することで す。特に重要なことは，科学スタッフメンバーによって指導される大学院生を多く獲得することです。現在の大学院 生が余りにも少ない状況は，アジアの国々から学生を集める新しい日本学術振興会のプログラムの遂行によって変わ るであろうことを知って嬉しく思います。この機会に何人かの能弁なグループリーダーがこれらの国々を回り，直接 に候補者と接触するように直ちに行動する価値があるでしょう。これらの学生を，現在進んでいる刺激的な研究に積 極的に携わらせ，科学の最前線に関わる機会を与えなければなりません。将来性の高い学生たちとの微に行った個人 的な触れあいがあって初めて，最も将来性の高い上質の候補者を選び出すことが出来るのです。
あなた方が明らかに直面しているもう一つの問題は，合衆国のみならず世界のあらゆる所での問題と同様ではあり ますが，これから育ってくる次世代の学生たちが科学の分野に殆ど興味を示していないということです。これに対し ても，積極的なグループリーダーが日本全国の大学の学部や優れた高等学校に出かけて行って，科学の面白さを伝え る「出張サービスプログラム」を開始することも必要でしょう。学校の休み期間に，何人かの研究における教師を含 めて，これらの教員メンバーが結果的に学校と IMS の間の価値ある親善大使となることは大変有用でしょう。
最後に，現在進行していると同時に，これからどのような研究領域が重要になるかとの指摘の要請に応えて，私は
次のようなナノスケール物質領域が価値あるものと信じます。それは，１）選択的な反応性を持つ不均一触媒の設計へ の基礎科学の構築と，２）クラスターの集合組織によって必要な特性を有する物質の生成への科学的な概念を構築する ことです。
私の観察と意見が貴方にとって幾ばくかの価値あるものであることを希望します。私の訪問中に，興味深く有益な 情報を与えられ，親しく接して頂いた研究者の皆様に感謝いたします。来年の初冬か晩秋に運営顧問として再び戻っ てくることを楽しみにしています。新しい研究の年度の成功を祈っています。
敬具
A . ウェルフォード キャスルマン、ジュニア エバリー科学特別職
エバン ピュー教授
4-2 極端紫外光科学研究系
国内評価委員会開催日：平成１７年１２月１日 委 員 太田 俊明 （東大院，教授）
大門 寛 （奈良先端大，教授） 宇理須恒雄 （分子研，教授） 小杉 信博 （分子研，教授） 加藤 政博 （分子研，教授） オブザーバ 見附孝一郎 （分子研，助教授）
菱川 明栄 （分子研，助教授） 繁政 英治 （分子研，助教授） 木村 真一 （分子研，助教授） 国外評価委員面接日：平成１８年１月９日∼１１日
委員 J oseph Nordgren（Professor, Uppsala University）
4-2-1 点検評価国内委員会の報告
国内委員による評価は，面接により，以下の研究グループの研究活動に関して行った
（1）極端紫外光科学研究系
・宇理須グループ（反応動力学研究部門）
・小杉グループ（基礎光化学研究部門）
・見附グループ（反応動力学研究部門）
・菱川グループ（基礎光化学研究部門）
（2）UV S O R
・加藤グループ（光源加速器開発研究部、電子ビーム制御研究部）
・繁政グループ（光化学測定器開発研究部）
・木村グループ（光物性測定器開発研究部）
全体討論
委 員 Ｅ： 分子研で行う放射光科学や UV S OR の今後の問題についてご意見をいただきたいと思います。率直なご意見 をお願いします。外部の放射光科学研究者はどのようなことを分子研あるいは UV S OR 施設に期待されるの でしょうか。
委 員 Ａ： 日本にとって V UV 軟Ｘ線の高輝度光源は絶対必要である。東大の計画はなくなったので，分子研で高輝度 光源を作っていただけるとよいのですが。
委 員 Ｂ： 技術的には問題ないが，建設費の要求が認められるかが最大の問題である。 委 員 Ｃ： 場所も問題である。
委 員 Ａ： UV S OR は学術的に幅広く V UV 軟Ｘ線の光源として，日本で UV S OR でしかできない実験のできるビームラ インがある。国内に大きな軟Ｘ線リングができるまで，V UV 軟Ｘ線領域の研究の中心として，頑張って欲し い。
委 員 Ａ： 今は UV S OR をアップグレードしてトップアップ運転が出来るようにする事は重要である。
委 員 Ｄ： マイクロスペクトロスコピーは備え付けの実験ステーションでなくてはできない。日本には，共同利用で使 えるマイクロスコピーのビームラインが皆無であり，分子研で整備すると良いのではないかと思う。 委 員 Ｅ： マイクロスコピーではサイエンスとしてはどういうことが重要ですか。
委 員 Ｄ： 2 原子分子，3 原子分子などのシンプルな分子についてはすでに多くの研究がある，新しいフィールドとい う問題を考えるとしたら，気体と表面の間だと思う。表面特有の問題は面白い。表面は据え付けの装置でな くてはできない研究が多い。なかなか，共同利用でそのようなことが出来るところはなく，UV S OR はその 点やりやすい。赤外と真空紫外の領域で日本で一番良いビームラインが出来ている。UV S OR ならではとい う仕事が沢山出来ると思う。
委 員 Ｄ： ユーザーと加速器の人の距離が近いのも実験がやりやすく，UV S OR の長所である。
委 員 Ｅ： 東大計画の資料を送ってくださったが，応用という意味ではバイオの研究はUV S OR でできますでしょうか。 委 員 Ｂ： 赤外は S Pring-8 よりビームの性質が良い。軟Ｘ線より高いところでは S Pri ng8 の方がよい。分子研の人も
S Pring-8 をどんどん使うべきだ。生物分野については，Ｘ線顕微鏡で，ウォーターウィンドウの 350 eV∼ 500 eV付近で UV S OR を利用した非常にユニークなことが出来るのでは。
委 員 Ｃ： UV S OR はビームエミッタンスが 10 nmラジアンを切るリングではないのでマイクロスコピーを本格的にや るのはむつかしい。
委 員 Ｂ： マイクロスコピーについては企業のニーズが高い。
委 員 Ｃ： この分野ではカナダのヒッチコックが活躍しているが，全部応用研究である。
委 員 Ｄ： 単なるマイクロスコピーではなく，マイクロスペクトロスコピーでサイエンスを行うことを考えるべきであ る。
委 員 Ｂ： マイクロスコピーで役立つと思われることはドメインの問題などがあるが，分子研でやる問題は少ないので はないか。
委 員 Ｂ： 分子研は分子研としての，化学の問題をやれる強みがある。
委 員 Ｂ： 分子研そのものの存在意義を考えその中で UV S OR の役割を考えればよい。その意味ではアップグレードで 十分機能している。分子研が放射光専門の研究所になる必要は無い。
委 員 Ｄ： そういう観点からは，レーザーと放射光の二重共鳴の研究はもっとすすめられなかったのか。世界で見ても そのようなことがやれる所はない。そこにレーザーの先端グループがいてそれと組み合わせられる場所はな い。
委 員 Ｂ： 放射光と F E Lの組み合わせでポンププローブをやったが，レーザーで出来ないことをやるのは難しい。 委 員 Ｂ： それくらいなら，UV S OR でコヒーレント発振が可能なテラヘルツ領域でやる方が戦略的に有利だ。また，Ｘ
線 F E Lが理研で始まるが，その利用のための要素研究を分子研でやれると良いのではないか。理研の F E L が出来た段階でメインユーザーとなれるのではないか。日本は加速器は出来るが，それを使う人が十分育っ ていないのではないか。
委 員 Ｅ： 理研 F E Lのエネルギー領域はどのようですか。
委 員 Ｂ： プロトタイプ機は 20 eV （60 nm）であるが，そのあとは一気にハードＸ線の F E Lに行く。
委 員 Ｃ： Ｘ線 F E Lは放射光の延長にはなく，レーザーの延長としてとらえるべきである。そこで，分子研ならでは のアイデアを出せると利用研究でリーダーシップをとれる。
委 員 Ｂ： 理研がやろうとしてはいるが，ユーザーのポテンシャルは外国の方が高い。理研はトップダウンでやろうと している。５∼６年先に出来たときに使える人が日本にいないのではないか。今提案されているのは外国で やっていることばかりだ。
委 員 Ｂ： 分子科学としてＸ線 F E Lを使える問題があるのではないか。世界のどこでもやっていないことに挑戦して 欲しい。ユニークな提案をしていただけると素晴らしい。強光子場の問題など面白いのではないか。 委 員 Ｃ： 強光子場の問題は短波長になると不利になるので，この分野でＸ線 F E Lを有利に使うことは難しい。 オブザーバＣ： 強光子場も面白いが，Ｘ線 F E Lでは短パルス性を利用したポンプ・プローブ計測への展開が興味深い。 オブザーバＡ： 非常に面白い話を聞かせていただいた。系と施設の関係で言えば，系と施設が一丸となってやって欲しい。
ぜひ独創的な研究にチャレンジしてやって下さい。
委 員 Ｅ： 現在分子研では系と施設の組織改編の問題を議論しているが，この問題について何かご意見はありますか。 委 員 Ｂ： UV S OR は本当に少ない人数で良くやっている。
委 員 Ｂ： UV S OR 施設が分子研内の他施設と同じレベルにおかれているのはバランスがおかしい。系と同じレベルに して良いのではないか。
委 員 Ｃ： ホームページの組織図では系と同列にしてもらった。UV S OR 側からみればユーザーとの交流もうまくいっ ており組織上の問題は特に無いと思う。
委 員 Ｅ： それではそろそろ時間となりますので，この辺で終了とさせていただきます。本日は大局的な見地から色々 貴重なご意見をお聞かせいただき有り難うございました。
4-2-2 国内委員の意見書
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 委員 A 全体的な観点からの意見
U V S ORはわが国においては放射光の化学への応用を主眼においたユニークな放射光施設であるが，これまで PF ， S Pring-8 の陰に隠れて目立たない存在という感じが否めなかった。その大きな原因が，リングが第二世代であり，しか も低エネルギーであるために軟Ｘ線領域までしか利用できないということがあったと思われる。しかし，最近のリン グの upgrade と各種アンジュレーターの導入によって，PF と遜色ない性能をもった施設になった。確かに，それでも 高輝度リングではなく，硬Ｘ線が利用できないということから，利用の範囲と手法は狭まるが , 現在の UV S OR の特長 をフルに活かせば，十分世界との競争力をもった研究が可能である。ただ，PF ，S Pring-8 のような本格的な放射光利用 施設ではなく，限られたスタッフによって維持運転されていることから，全方位の研究展開は難しいし，するべきで はなく，的を絞った研究に特化すべきであろう。
小杉グループ
小杉教授は内殻励起分子分光の理論計算においては，世界でも高く評価されており，二原子分子，三原子分子の内 殻励起スペクトルの詳細な解析と，外国との活発な共同研究を行っている。
そして，最近では分子からクラスター化学に展開して，クラスターにおける表面と内部緩和の違いの問題を取り扱 い，興味ある結果を出している。これらの研究成果は一つ一つが十分論文発表できる内容と思われるが，最近の総説 にまとめて書いているだけで，少し残念な感じがする。
これもUV S OR の運営の問題だけでなく，副所長として分子研全体の管理運営にかける時間が多いことが大きな原因
と考えられる。管理職にあるものには研究の活性を維持するためには，助手，あるいはポスドクをつけるなどの配慮 があっても良いように思われる。
一方で，小杉グループの初井助手が中心になって，斬新なアイデアを各所に取り入れた発光分光装置を開発してい るが，これが実用可能になれば吸収，発光，光電子分光に理論を加えることによって非常にレベルの高い内殻分光の 研究グループになることが期待される。
できることならば，もう少しマンパワーを増やして活性化を図る努力を研究所がすべきであろう。
宇理須グループ
宇理須教授はＮＴＴから分子研に着任したこともあって，応用からみた基礎研究という観点を持っている。最近はじ めたシリコン薄膜上の膜タンパクトランジスターの開発は独創性があり，工学，医学の研究者の興味を引く面白い研 究である。これまでの研究と全く異なる生物学の世界に飛び込んで，新しい切り口からタンパク質の機能解明を目指 していることに，高い敬意を表したい。特に，印象深かったことは，グラミシジンＡのＡＦＭ観測から，この膜タンパ クが環境によってそのモルフォロジーが大きく変わることを見出したことであり，Ｘ線構造解析，ＮＭＲ解析だけでこ れらの膜タンパクの構造や機能を議論している世界の構造生物学者に警鐘を鳴らすものとして，今後の研究の展開が 楽しみである。トランジスター開発までにはまだ長い道のりと，工学系，生物関係の専門家との共同研究が不可欠と なろうが，是非とも突き進んでいってほしい。ただ，残念なことは発表雑誌が化学系のものであり，できればこのよ うな研究に関心をもつ読者がいる生物医学系の雑誌への投稿を心がけてほしい。
見附グループ
見附助教授を中心としたグループは放射光とレーザーを組み合わせた研究で有名である。今回の研究紹介は専らフ ラーレン，金属フラーレンの光イオン化と光解離に関するものであり，電気炉と膜厚系を組み合わせた新しい昇華装 置を開発し，それを用いた実験であった。それ自身は興味深いものであったが，これが今後どのように発展していく かについての展望が今ひとつはっきりしなかった。せっかくの放射光分光，レーザー分光技術を併せ持つ見附グルー プなので，これらを組み合わせた新しい研究への展開を期待したい。
菱川グループ
菱川助教授は分子研着任２年半であり，強光子場での分子の光化学反応の制御という新しい研究分野の開拓を目指 して研究をすすめている。放射光軟Ｘ線と可視光の二重励起も検討しているがこれは，かなり難しい挑戦になりそう である。ＪＳＴのさきがけ研究（２００５−２００８）も認められ，順調に進んでいるようで，今後の進展が楽しみである。
繁政グループ
繁政助教授は着任６年半になり，初期に行なっていた対称性分離分光法を更に発展させて，内殻イオン化に伴う分 子解離ダイナミクスの研究を始めている。準安定解離種や負イオンの検出など新しい取り組みが見られ，今後の発展 が期待される。ただ，内殻イオン化の研究には軟Ｘ線領域で強力な放射光源が必要とされるが，残念なことに UV S OR ではあまりこの要求を満たすビームラインが無く，主な研究の場を PF や S Pring-8 においているのが現状である。内殻 励起とイオン化の過程を調べる研究グループは少数ながらわが国で世界の先端を行っており，今後は強固なチームワー クをもって研究を推進されることを望む。
木村グループ
最近，赤外から遠赤外領域をカバーする非常に明るいビームラインと，高分解能でビームを絞った真空紫外領域の ビ ー ム ラ イ ン を 建 設 し て い る 。 こ れ ら は 世 界 的 に も 高 い 競 争 力 を も っ た も の に な り ， 低 エ ネ ル ギ ー リ ン グ で あ る UV S OR の特徴あるビームラインとして今後どのように利用していくかがキーとなる。赤外ビームラインでは高い取り 込み角（216 mrad）によって S Pring-8 よりも二桁高い強度で，しかもテラヘルツ領域（8 cm–1）まで利用可能である。
これまで専ら強相関系物質や希薄近藤半導体の電子状態の研究などに応用しており，ユニークな研究成果を挙げてい る。この分野は化学，生物も高い関心をもっており，新規開拓も期待される。一方，真空紫外のビームラインでは高 分解能光電子分光装置をとりつけて F ermiology を念頭においており，赤外吸収と情報をあわせることで新しい発展が 期待できる。ただ，せっかく UV S OR のビームラインであるから，強力な赤外光を用いた分子科学研究という観点から のアプローチがもう少しあっても良いように思われる。
加藤グループ
加速器を専門とするスタッフは少数であるが，非常に着実に upgrade に努力しており，これまでも高輝度化に向けた 改造でほぼ PF 並みのエミッタンスまでにいたっている。そして，これからの最大の課題は top up 運転の実現である。 UV S OR のように小型のリングでは寿命が短いために，top-up 運転のご利益は非常に大きい。この実現に向けて最大限 の努力を払って欲しい。一方，UV S OR の加速器グループは先代の浜 宏幸氏（現 東北大）より R F 加速による F E L の開発も行なっており，世界でも今後の進展が注目されている。
補足：
世界の放射光科学はＸ線 F E L に向けて進みつつある。これは大強度，フェムト秒パルス，コヒーレントＸ線という， 従来の放射光とは全く異なった光源であり，わが国でも理研グループが S Pring-8 のサイトに建設を始めている。わが 国の加速器技術はユニークでオリジナリティに富んでいるが，肝心のサイエンスの関してはこれまでの S tanf ord, D E S Yで検討されてきたものの域をでていない。わが国独自の研究プロジェクトが無い。分子科学研究所，および，極 端紫外研究系のスタッフはレーザーと放射光に習熟した数少ない研究グループであり，X F E L を利用する研究者集団と しても先鋭的なグループになりうるように思われる。理研F E L が利用可能になるのは２０１０年以降になると思われるが， それまでに UV S OR を用いた予備実験を始めることも一つ検討に値するのではないだろうか。
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 委員 B 全体的な観点からの意見
それぞれが UV S OR を十分活用して特徴のある研究成果を上げており，感心した。加速器系スタッフと研究系スタッ フの協力がうまくいっており，ここでしかできない，ここだからこそできる，という研究が発展している。リングが 小さいために V UV と低エネルギーの S X しか使えないという制約はあるが，HiS OR や立命館に比べるとはるかに自由 度の高いリングであり，加速器スタッフの努力による近年の高度化が大変うまく行っており，低エネルギー放射光施 設としては世界的に第一級のものとなってきている。高度化されたビームラインは日本における貴重な V UV の設備と なるため，分子の研究のみならず全国の研究者に広く活用してもらい，恩恵を与えて刺激と情報を受け取るという良 い循環になっていくことを希望する。
小杉グループ
本グループは，分子の光イオン化スペクトルの理論的解釈の領域で世界的に信頼され，貢献している。理論だけで なく 実験として，孤立系分子とクラスターに取り組んでおり，クラスターでは内部と表面でのエネルギーの違いなど を明確にしている。放射光の特徴を活かした実験と，それを支える理論とを駆使し，分子や分子間相互作用の詳細を 明らかにしていく地道で着実な基礎研究を推進していることは高く評価される。装置が充実してきているにもかかわ らず，学生が少なく，若手・後継者の養成のためにも学生の確保が望まれる。論文を書く時間が無いとのことで，良 い論文が Impact F actor の小さな雑誌に載っているのは残念である。
菱川グループ
レーザーの超強光子場で解離した全てのイオンの運動量を相関計測するという高度な技術で解離過程のダイナミク スを解明している。また，アト秒領域の超短パルス軟Ｘ線光源を開発するなど，高いポテンシャルを持っている。今 後の発展が期待される。
宇理須グループ
放射光エッチングにより S i 表面に微細加工を施し，そこにイオンチャネルを持つ人工細胞膜を乗せてチャネル電流 を測定することに成功している。世界的にユニークな研究として注目される。機構内の他の研究所（生理学研究所）と も共同研究を実現している特徴あるグループである。一般の興味を引ける研究テーマであるので，是非画期的な成果 を出して欲しい。
見附グループ
フラーレンの多価イオンやフラグメントの収量曲線を測定し，段階的解離の計算機による再現に成功している。特 許も申請するような装置の開発から行って，放射光の特徴を活かした研究を推進している姿勢は高く評価される。
加藤グループ
UV S OR -II の高度化，高輝度化や自由電子レーザーの研究を成功裏に推進している実績は高く評価される。マシン系 の優れた協力があるからこそ，他の実験系の研究者の成果が出ているのであり，非常にうまく協力関係が構築されて いる。また，テラヘルツ領域のコヒーレント放射光の生成に成功したことは最先端の成果であり，今後の進展に大き な期待が持てる。UV S OR -III も期待している。
繁政グループ
高性能分光器の立ち上げや新しい発光分光器の開発など，高性能の装置の開発によって独自の対称性分離分光法な どの高分解能化につなげる意欲的な姿勢は高く評価される。E UV発光など新しい手法にも取り組んでおり，今後の発 展が期待される。
木村グループ
赤外のみならずテラヘルツ分光まで行っている特徴あるグループである。共同研究・論文数ともに多く，非常に A ctiveに活躍していることは高く評価される。世界最高の光強度を持つビームラインに設置されたテラヘルツ顕微鏡の 今後の活躍が期待される。
4-2-3 国外委員の評価
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 原文 Report on the scientific activities at the Department of Vacuum UV Photoscience and UVSOR following a visit to IMS on 9–11 January, 2006
Prof. Joseph Nordgren Uppsala University
Department of VUV Photoscience Professor Nobuhiro Kosugi
The success in keeping the UVSOR facility at a continued competitive level is undoubtedly to a large part thanks to the insightful and talented management of professor Kosugi. At the same time he is pursuing molecular physics research, experimental as well as theoretical, at an internationally well-recognized level. This is a noteworthy achievement. The main areas of interest are in the study of chemical bonding and excitation dynamics, in molecular interaction in clusters and molecular solids, and also in solid state physics. The experimental methods that professor Kosugi is using are symmetry-resolved photoabsorption, photoemission spectroscopy and lately soft X-ray fluorescence spectroscopy. He is also conducting a research programme in quantum chemistry, and he has developed widely used codes for theoretical calculations related to molecular inner shell spectroscopy.
Among the studies conducted by professor Kosugi one notices an application of the angular resolved photoion yield technique in the assignment of features in photoabsorption spectra, e.g. that of acetylene. By analyzing this spectrum using calculated potential energy surfaces the C1s-3σu* valence state coupled via a bending mode with the π* state together with the 3sσg Rydberg state was found to be responsible for a particular observed feature. An interesting approach is also the use of blue respectively red shifts of photoabsorption features to determine geometrical conformations in molecular clusters, and a noteworthy achievement is the measurement of a shift of the Ar 2p-4s line due to the 0.4 pm reduction in bond length induced by lowering the temperature from 16 K to 8 K. Quite noteworthy is also the study on the electronic structure of DNA by resonant photoemission, where it could be concluded from evidence of local character of unoccupied states that conductivity is associated with electron hopping rather than charge transfer.
Among significant experimental system developments made in professor Kosugi’s group the recent design of a new kind of soft X-ray fluorescence spectrometer is particularly interesting. This design is based on imaging non-spherical grazing incidence optics (Wolter type) and a transmission grating. This design has unique features and already with the present grating and detector (future performance enhanced components are likely to become available) the performance is impressive.
Professor Kosugi, who has a wide international network and collaborations, his list of published papers steadily increasing, is an internationally renown and respected scientist, who continues to contribute to the basic understanding of core and valence photoionization processes in a significant way.
Associate professor Akiyoshi Hishikawa
Professor Hishikawa came to the Institute in 2003, and he is conducting a research programme in ultra-fast dynamics of molecules in intense laser fields. The study of conditions at the atomic level where perturbative methods completely fail as the strength of the
external field is comparable to that of the internal field is of considerable interest. Modern lasers are able to produce such conditions and professor Hishikawa is focussing on structural deformations and multiple bond breaking using a recently developed method, coincidence momentum imaging. The technique allows the determination of the momentum and ejection directions of all the fragment ions ejected in the dissociation induced. By analyzing the correlation of the determined momentum vectors professor Hishikawa is reconstructing the nuclear motion evolution on the “light dressed” potential energy surfaces. This allows detailed information to be obtained regarding the dynamics of the intense laser field induced state.
Issues like how the molecular orientation with respect to the polarization of the laser light influences the Coulomb explosion evolution has been studied in detail by professor Hishikawa. Among the successful studies carried out in recent time one on the dissociation of acetonitrile in intense laser field is particularly informative. By varying the laser pulse width the effects of structural deformation and alignment could be controlled and the ejection directions determined in a selective manner. This allowed the study of paths and time scale of the migration of hydrogen in the dissociation process. Professor Hishikawa is also pursuing higher harmonic generation of laser light to produce VUV radiation, a field of great interest and expectations.
Professor Hishikawa is a relative newcomer at IMS and he has built up his activities during the last two years. The publication record of professor Hishikawa speaks for his talent, and one notices that he has a significant number of papers with more than 10 citations, one showing close to 50 citations.
Professor Tsueno Urisu
Professor Urisu has a background in surface chemistry and work at the NTT company before coming to IMS 14 years ago, and he has since then been engaged in synchrotron radiation (SR) induced surface reactions to produce surface structures on silicon. SR stimulated surface reactions show distinct advantages in terms of material selectivity, high spatial resolution and low contamination, and it is therefore very suitable for fabrication of nanostructured materials. Professor Urisu has been pursuing this research at IMS and he has applied various characterization techniques in his work, such as STM and AFM.
Lately, professor Urisu has to some extent switched gears and focussed on the field of biomaterial function, applying his great knowledge base and skills in surface science, silicon microstructuring and characterization techniques. A project of dignity in professor Urisu´s research programme is to realize a reliable method for sensing ion channel activity by means of a patch clamp method. Here he has to fabricate device structures that allow him to access a single ion channel in a lipid membrane and apply an electronic circuitry for signal detection. There are a number of difficulties and obstacles that have to be mastered in order to attain reliable and accurate measurement conditions, and professor Urisu is pursuing a path towards realization of this goal. In this work he needs (and has ample access to) expertize in a number of different fields. This makes his work truly an advanced multi-disciplinary activity, and Professor Urisu keeps publishing at an impressive pace together with his collaborators.
Associate professor Koichiro Mitsuke
Professor Mitsuke has extensive experience in the field of molecular photoionization research. A peek in the bibliographic database shows an impressive list of frequently cited publications from his work. He is particularly engaged in the study of photoinduced fragmentation that takes place as a result of the decay of highly excited states through autoionization, predissociation, vibronic coupling and internal conversion. Such studies reveal detailed information about the dynamics of the dissociation processes.
Professor Mitsuke has constructed an instrument for study of two-dimensional photoelectron detection, which monitors the
electron yield as a function of incoming photon energy and electron kinetic energy. This instrument is used to obtain information about the dynamics of the photofragmentation process. Furthermore, he is also studying the fluorescence that can be emitted from a highly excited state or by being induced by laser light in order to detect the dissociation fragments. Examples of studies conducted in recent time by professor Mitsuke using fluorescence detection, are the photofragmentation of water and the neutral dissociation of HI. In another kind of experiment professor Mitsuke is using laser light to combine with synchrotron radiation in order to study photodissociation of highly vibrationally excited molecules, in particular aiming at selective bond breaking.
In studies of fullerenes professor Mitsuke has shown that these molecules can store considerable amounts of energy as delivered by a high energy VUV photon without dissociating. This is explained in terms of a redistribution of energies into the very many different modes of vibration, which renders the molecule high stability against fragmentation. Endohedral fullerenes have also been subject to study by professor Mitsuke in several cases, highlighting the photoabsorption enhancement and interference effects due to the metal atom.
Professor Mitsuke conducts carefully designed experiments and with insight and advanced analysis he is able to keep his scientific output at a high level, providing new knowledge of great interest to the community.
UVSOR Facility
Professor Masahiro Katoh
The UVSOR facility was subject to a major upgrade during 2003 under the very able leadership of professor Katoh. By changes in the magnetic lattice the emittance could be lowered from 160 nm-rad to 27 nm-rad. By that this facility takes a fore-front position among low-energy storage rings, and in addition, by constructing in-vacuum undulators highly brilliant soft X-rays could be delivered without impairing the life-time properties. The changes also gave room for more straight sections, which is a prerequisite for the further development of the facility in terms of performance and availability. The whole operation was carefully planned and executed without unnecessary disturbance to the operations.
Professor Katoh is presently working on further upgrades and advancements of the facility. Top-up mode is under development, which will bring significant improvement in terms of average intensity. This has to be accompanied by stretching the energy of the injection system, as well as installing radiation shielding, which is already in progress.
The improved quality of the electron beam resulting from the recent upgrade of the UVSOR facility has brought advantages to the free electron laser installed in the storage ring. In test experiments the anticipated gain has been confirmed and presently work is underway to realize a new in-vacuum optical klystron for radiation in the deep UV and VUV. Other significant technical developments that are underway or in the planning are the coherent Terahertz radiation generation project, the slicing of the electron beam by a laser to achieve ultra-short pulses, and plans for even further decreased emittance by another lattice change.
It is obvious that professor Katoh possesses great skills as an accelerator physicist and as a leader of the machine operations and technical development of the source.
Associate professor Shinichi Kimura
Professor Kimura has been working at IMS since 2002, bringing in a somewhat different scientific field into the Institute of Molecular Science, solid state spectroscopy and studies of strongly correlated condensed systems. He is using photoemission spectroscopy as well as optical meausrement techniques based on the use of infrared radiation to study electronic structure and
magneto-optical properties of strongly correlated materials and other materials with special electronic properties. Professor Kimura has been and is still engaged in the design and development of experimental systems for synchrotron radiation.
The research program of professor Kimura includes studies of rare earth and transition metal systems, for instance various cerium compounds, under different conditions such as varying magnetic field, pressure and temperature, as well as controlled combinations of these parameters. In the studies he is able to address important questions such as, for example, pseudo-gap formation, effects of spin fluctuations at critical points, and quasi-particle behaviour. The research programme also includes studies of organic (super)conductors as well as skutterudites and clathrates, compounds that have quite special structure and display unusual electronic properties.
In the past professor Kimura has been engaged in the design of beamlines both at UVSOR and SPring-8, and lately he has in particular worked on instrumentation projects at UVSOR concerning Terahertz spectroscopy at extreme conditions and the design and reconstruction of two undulator beamlines. Also, he has been involved in a project on coherent Terahertz radiation generation. Professor Kimura has a wide network of collaborators at Universities in Japan and overseas, with whom he has scientific collaboration, and he shows a steady pace of publishing in good journals. He is frequently invited to lecture at international meetings and in colloquia at laboratories. Professor Kimura is certainly a talented scientist with a firm basis in both advanced experimental methods and in the physics of solid matter.
Associate professor Eiji Shigemasa
The main interest of professor Shigemasa lies in the field of core excitation dynamics. This involves studies of multi-excited states, post-collision interaction and deexcitation processes using coincidence techniques, Auger and fluorescence spectroscopy and momentum imaging methods. Professor Shigemasa has designed experimental equipment for these kinds of experiments, including beamlines at UVSOR, electron and fluorescence analyzers and coincidence detectors.
In various high resolution and symmetry resolved studies professor Shigemasa is addressing questions about the mechanisms for double photoionization, the formation of negative ion fragments and metastable fragments, and the anisotropy of dissociation product emission. In particular, the momentum imaging spectrometer designed by professor Shigemasa offers a number of interesting assets. It allows very large detection efficiency ; it provides information on fragment internal energies through kinetic energy measurements and it delivers symmetry information on excited states by means of polarization dependence of transition moments. Using a toroidal electron analyzer built by professor Shigemasa angular and energy distributions are determined, which are used to establish potential energy curves and to elucidate details of the dynamics of the excitation-deexcitation processes involved.
Professor Shigemasa has long standing collaboration with internationally well known scientists in the atomic and molecular community, and especially two Phys. Rev. Letters a few years ago on angular correlations in molecular Auger decay and non-dipole electron emission effects in fixed-in-space molecules bear witness of this successful multi-national cooperation.
