自己点検評価報告書「東北大学金属材料研究所の活
動」2004
著者
東北大学金属材料研究所
雑誌名
自己点検評価報告書「東北大学金属材料研究所の活
動」
発行年
2006
URL
http://hdl.handle.net/10097/56495
は じ め に
本研究所は、89 年以上の歴史を有し、その間に金属を中心にした物質・材料の学理と応用の研 究・教育を行い、学術、科学技術において幾多の貢献を成すとともに社会で広く活躍する多くの 人材を輩出して来ました。1987 年には全国共同利用型研究所に改組され、現在、金属および関連 する広範囲の物質・材料の学術、科学技術の先端研究の卓越した研究拠点（ＣＯＥ）として、日 本はもとより全世界から研究者が集まり、本所の研究部門との共同研究ならびに施設設備利用型 の研究などが活発に展開されています。 また、本研究所の最も大きな使命である先端新素材開発を目指した研究では、個々の研究者の 個性豊かな創造性に依拠することはもとよりですが、個々の連携による大型プロジェクト研究の 遂行も益々重要になってきています。その意味で本研究所は 2001 年 4 月よりスタートした第 II 期の科学技術基本計画による各省庁大型研究に積極的に参画し、基礎研究の成果を社会に役立て る任務があります。 この任務を果たす一つの方策として、本研究所が行った研究・教育・社会貢献を中心とした活 動を積極的に社会に発信することが必要であると判断し、2004 年 4 月の法人化に際し、副所長を 室長とする情報企画室を発足させました。ここには、従来の図書室、広報室、点検評価室、総合 ネットワーク運用室が含まれます。情報企画室の発足に当たっては、それまでスーパーコンピュ ーターに付随し、計算材料学センターに負担をかけて来た本所のネットワークを物理的に切り分 ける大掛かりな作業を実施しました。本報告書も研究企画調整委員会（2001 年までは自己点検評 価委員会）の下で委員長（2003 年度は前川禎通委員長）が室長を兼ねる点検評価室によって作成 されてきましたが、改組後の 2004 年 4 月からは副所長が直轄する“点検評価担当”（副所長と専 任助手で構成）がその任に当たります。初代情報企画室長は花田修治副所長が務め、2005 年 4 月 からは長谷川雅幸副所長に交代しました。 本報告書は、教員、事務職員、技術職員の全所を挙げた協力の下に、点検評価担当が膨大なデ ータを収集して纏め上げたものですが、この中の教員個人のデータの大部分は、2002‐2003 年版 同様、東北大学情報データベース(2004 年 12 月に稼動開始)に収録されたものが利用されていま す。当該データベースは本学全体の評価を視野に構築されており、長谷川点検評価担当教授はそ の部局評価責任者、小野瀬点検評価担当助手は部局運用責任者でもあり、法人化に伴う全学的な 評価体制との有機的な連携を保てるようにしています。 本報告書の使命は研究・教育および社会貢献の活動状況を広く一般社会に公開し、納税者への 説明責任を果たすこと、専門的立場あるいは一般社会的立場からの評価を受け、もって自ら将来 の発展に資すること、および社会貢献資料の一端とすることです。特に今回刊行する本書には、 法人化後初の１年間の研究・教育活動および社会貢献の詳細が纏められています。本報告書が本 研究所の発展にとって必要不可欠な評価・ご批判のための貴重な基礎資料として、ご検討頂けま すことを切に願うものであります。 2005 年７月 東北大学金属材料研究所 所長 井上 明久1
第１章 本研究所の研究理念と将来構想
１．はじめに
本所の設置目的は、1987 年の全国共同利用研究所としての改組時点から「材料科学に関する学理及 びその応用の研究」と定義されている。また、英語名称は、「Institute for Materials Research」であ り、日本語名称の内容を遥かに超え、金属に止まらず広く材料一般を研究する姿勢を表している。英 語では、material という一つの表現しかないが、日本語では、材料、物質、素材、という具合に、場 合によって使い分けている。このことは、我が国が如何に材料立国であるかを如実に物語るものであ り、本所の誇りとするところでもある。本所においても、1987 年に新素材設計開発施設を設置し、有 用材料の実際の活用法に関する研究にも重点を置いた体制を採る一方で、2002 年の材料科学国際フロ ンティアセンターを設置し、国際的な視点から材料科学の基礎研究に力を入れている。このように、 本所の研究理念は、金属をはじめ、半導体、セラミックス、有機材料、複合材料などの広範な物質・ 材料・素材について、基礎と応用の両面から研究し、２１世紀の高度化社会に真に役立つ新たな材料 を創出することによって、文明の発展と人類の幸福に貢献することである。もちろん、従来の効率的 開発一辺倒の研究態度から、エネルギー・環境問題や高齢化社会を十分に考慮した研究内容も目標に 取り入れた体制作りに変更している。また、2004 年４月より東北大学が法人化され、これに伴って本 所も国立大学法人東北大学の附置研究所として、法人化の主旨、理念を積極的に取り入れた新たな視 点に基づいて本所のさらなる発展に取り組んでいる。以上をふまえ、国立大学法人化後第１期（2004 ～2009 年度 6 ヶ年間）の中期目標・中期計画では本所の基本目標を以下のように述べている。 金属材料研究所は、創立以来物質･材料研究の中核研究所（COE）として、国際的に物質･材料科 学研究を先導し、数々の新物質･材料を創製してきた。これらの物質･材料は 20 世紀の高度産業 社会の基盤構築に大きな貢献をした。21 世紀においても、金属を中心とした広範な物質･材料を 対象とした国際的な COE として、材料科学に関する学理の探求と応用の研究を目的として、新 物質･材料の創製を行うとともに、高度な材料科学研究者を育成し、環境・エネルギー、生体、情 報・通信、高度安全空間など、最先端科学･工学の基盤となる材料科学の推進を図り、社会の持続 的発展と人類の繁栄に貢献することを基本的な目標とする。 現在、本所の建物総面積は 34,320m2、本所職員・客員研究員・大学院生などの合計は 600 名弱で あり、我が国の国立大学附置研究所の中で最大規模の一つとなっている。出版論文数は年間700 編に 達するとともに、1991 年から 2001 年の間に発表された材料科学に関する論文の引用回数の総数を世 界の研究機関毎に順位付けしたデータによると、東北大学が世界一であり（Science Watch, vol.12, No.4, 2001）、その内訳を分析すると本研究所がこの結果に大きく貢献していることが示された。また、 外国人研究者が 65 名以上おり、長短期の外国人訪問者も多く、月に幾度も所内外の外国人研究者によ る講演会が開催されるなど、世界的規模の国際研究交流・共同研究も盛んに行われている。
2 以下にこれらの詳細をまとめ、本所の研究の概要と理念・目標を広く公開するとともに、より良い研 究環境実現へ向けての試みを提示する。
2．本研究所の将来構想
本所は、1916 年に本多光太郎教授を研究主任として発足して以来、我が国の材料研究の中心的存在 として数多くの業績をあげ、優れた人材を世に送り出してきた。本所は日本の鉄鋼技術の基盤を作る という国の要請を背景に発足したが、材料研究は科学技術の基盤研究であることから、常に時代を担 う材料の研究を手がけてきた。我が国が21 世紀に世界の科学技術のリーダーであるためには、我が国 の材料科学の飛躍的な進歩と基礎研究から応用・実用化へのより迅速な対応が要求される。本所はこ れまでの伝統と実績に裏付けられた物質・材料に関する豊富な知的財産を糧として、21 世紀の物質・ 材料基礎研究を支える中核的研究所としての使命を強く認識するものである。 本所の発足理由からも明らかなように、材料研究は常に科学技術の基盤研究として時代を先取りし てきた。本多光太郎教授の時代より長く“鉄は国の基盤材料”であった。一方近年、シリコンを中心 とした半導体は“産業の米”としてエレクトロニクス産業を発展させてきたことは言をまたない。現 在次世代を担う新たな基盤材料の開発が急務であるが、新しい研究の展開のためには研究環境及び研 究体制の整備が不可欠である。また、本所の基本理念は、物質・材料科学に関する中核的研究所とし て広範な物質・材料について基礎と応用の両面の研究を行ない、社会に役立つ材料を創出して文明の 発展に寄与することにある。この理念のもとに特色ある実験装置を用いた研究を縦糸とし、理論とシ ミュレーションを横糸として、原子レベルからの物質・材料創製、有用特性・現象の発見とその実用 化を一貫して行う高等材料科学統合研究所としての地位を確立する。 すでに述べたように、材料科学は科学技術の基盤である。従って、古い学問分野に縛られることな く、学際的な研究が不可欠である。本所が 1987 年に全国共同利用研究所に改組し、英語の名称を Institute for Materials Research と変えたのも、広く材料研究を行おうとする考えの現われである。 本所の周辺（仙台市）には、生命科学、情報・通信、科学計測、有機物質と無機物質のハイブリッド 材料科学、流体科学等様々な分野の研究所が存在している。これらの研究所が本所で行われている金 属を中心とした物質・材料科学に関する研究を基盤として連携し、21 世紀の科学技術を発展させ、か つそれに携わる研究者の育成を担っていけば、理想に近い状況が作れると考える。このような研究機 構を目指した研究所間の連携プログラム研究も本所を中心として行われている。 新しい材料は国の新しい基盤産業として発展することが十分に考えられる。そのために材料の基盤 研究の成果を迅速に応用・実用化に移す体制も必要である。物質・材料研究機構や産業技術総合研究 所のような独立行政法人の中には材料の実用化に向けてのプロジェクト研究には実績があるところも ある。本所の基礎研究を必要に応じてそのような独立行政法人と協力して国家的な産官学連携プロジ ェクト研究に移す体制ができれば、より早く社会のニーズに対応できるであろう。また、このような 従来の大学の枠を越えた物質・材料科学研究機構での研究者及び学生の交流は真に学際的な研究教育3 に大きく貢献すると考える。
３．本研究所の運営体制と方法
本所は、直接研究教育活動を推進する研究部（27 研究部門、3 客員研究部門）及び４つの附属研究 施設（センター）と、研究教育活動を円滑かつ効果的に遂行できるよう支援する各種研究支援組織、 技術部及び事務部によって組織される。従来本所では、教授会における審議を円滑に進め、所長を補 佐してその実行を進めるために、運営委員会をはじめとする各種の委員会が設置されていた。しかし ながら、これらの委員会の数が増え過ぎたため、非効率的な委員会開催が研究時間を圧迫するという 深刻な事態を招くようになった。そこで、各種委員会の効率化、簡素化を目指して種々の改革を行っ てきたが、平成 16 年 4 月よりの国立大学法人化に伴い抜本的な運営体制の改善を行うため以下を中 期目標・中期計画の目標として掲げた。 ○所長のリーダーシップと責任の明確化 ○透明性のある意思決定組織の構築 ○管理運営を効率良く行うことによって、教員ができる限り研究に専念できる体制の構築 これら運営体制の改善に関する目標を達成するための措置として以下を行った。 ○所の長を所長とし、それを補佐する副所長（2 名、研究教育担当、管理運営担当）を置く。 ○所長、副所長、研究企画室長、情報企画室長、戦略室長、企業化推進室長、教授会構成員（教 授）2 名及び事務部長による運営会議を置く。 ○教授及び助教授等によって構成する教授会を置く。教授会は研究・教育に関すること及び教員 人事を審議する。 ○所の運営全般に関して、所外有識者による外部評価を受けるため、外部委員会を設置する。 ○所の10 年、20 年後のあり方、研究方向などを諮問するため、材料科学に関する国内外の有識 者（半数以上を海外の研究者）を委員とする外部諮問委員会を設置する。 さらに ○安全衛生を統括する安全衛生委員会（所長直属）及び安全衛生管理室を設け安全衛生管理の徹 底を行う。 また運営会議の下に ○研究企画及び中期目標・中期計画に関することを審議するために研究企画室を設置する。また 研究企画室は、教職員の定員、客員教員、外国人研究員、非常勤研究員等の選考、教職員の服 務の運営等、予算の要求及び配分、土地・建物等に関する事項を調査審議する。 ○研究成果の発信、研究者情報の蓄積等のために情報企画室を設置する。また情報企画室は、図 書室の運営、ネットワークの運用、本所全体の広報活動、本所および本所教職員の研究・教育 を中心とする諸活動の点検及び評価、夏期講習会、講演会等に関する事項を調査審議する。 ○研究成果の企業化推進のための方策として、社会還元を十分に考慮した材料の特許化を積 極的に推進するために企業化推進室を設置する。また企業化推進室は、民間企業との共同研究4 の推進、産官学の連携を強化する事業について調査審議する。 ○材料科学研究のフロントランナーとして、短期的視点だけではなく、中・長期的視点に立った 高度な研究推進や人材養成、さらには管理運営に係る運用方策等について調査審議する戦略室 を設置する。 また ○所全体としては、各研究部門のボトムアップ的な研究で生まれる研究の芽を育成し、将来の材 料研究として開花、結実させるために、従来通りの小部門制を維持する。各研究部門は、原則 として、教授、助教授、助手により構成される。ただし、状況に即応した柔軟な人事を行うた め、人員構成とその人数は一意的なものとはせず、教員の異動、定年等によってできる空席ポ ストは所長手持ちとし、運営会議の議を経て、弾力的な配当を行うことができるようにする。 ○部門担当教授の選考は、運営会議の策定した中期目標・中期計画に基づき、教授会の下に部門 性格決定委員会および教授選考委員会を結成し、候補者を選考し、教授会で決定する。 ○客員部門制の積極活用により現行の定員の壁を打破した新分野への研究展開を行なう。 ○全国共同利用研究所として所内外の研究者の研究を一層推進するために、共同利用施設の整備、 充実、機器の更新を積極的に行う。共同利用及び管理運営に関する大綱は、所長の諮問に応じ て、本所と密接な関係を持つ理工系 3 研究科、3 研究所及び 1 センターの長並びに学外の学識 経験者によって構成された運営協議会によって審議される。学外からの意見を広く求めるため 大学ばかりでなく産業界にも委員の委嘱を行っている。共同利用の具体的運営に関する事項は、 研究部において行われる共同利用に関する研究部共同利用委員会と、各附属施設におかれた共 同利用委員会において審議され、さらに所全体の共同利用に関する基本的事項を審議し、各共 同利用委員会間の連絡調整を行うために、共同研究所内委員会が置かれている。
４．教員の採用・配置状況ならびに問題点
本所の教員現員は、2004 年４月１日現在、教授 25、助教授 33、講師２、助手 70 である。その中で 附属施設である量子エネルギー材料科学国際研究センターには、助教授５・助手３、新素材設計開発 施設には、教授１・助教授４・助手４、強磁場超伝導材料研究センターには、教授１・助教授２・助 手２、材料科学国際フロンティアセンターには教授２、助手１が配置されている。 その他に、客員教員として、研究部門に国内３、新素材設計開発施設に国内１・外国人１、材料科 学国際フロンティアセンターに外国人３が配置されている。 客員研究部門を除いた本所の研究部門（および研究部）の数は 27 である。各研究部門の教員の基本 的構成は教授 1、助教授 1、助手 2 としているが、必要に応じて、一部の部門に例外的な人員構成を認 めている。 教授の採用に関しては、公募形式を採っている。教授に欠員を生じた場合、あるいは近く欠員を生 ずることが予想される場合には、教授会において当該部門の性格決定を行い、しかる後に教授 4 名よ りなる選考委員会を結成し、そこで教授候捕者の選考を行って、結論を教授会に報告する。多くの場5 合、最終結論を出す以前に、拡大選考委員会を開催して多くの教授の意見を聴する。助教授、講師、 助手を採用する場合には、原則として公募形式を採っているが、公募するか否かは部門担当教授の判 断に任される。助教授・講師の選考には教授会で教授 3 名、助教授 1 名よりなる選考委員会を結成し て、そこで審査を行い、結果を教授会に報告する。助手を採用する場合には特に選考委員会は結成せ ず、部門担当教授から直接教授会に提案が行われる。いずれの場合も最終的には教授会での投票によ り採否が決定される。 現在の研究部門の人的構成の利点は、1 部門あたりの教員定員数が他の大学・部局に比して大きく、 したがって、部門構成員がまとまって研究すればかなり大きなプロジェクト研究を遂行することか出 来る点にある。しかし、反面、部門担当教授が、部門構成員のすベてを転出させないで退職あるいは 転出したために、新任の部門担当教授が着任しても、前任の担当教授が採用した助教授あるいは助手 がその部門に残留する場合がある。それらの間で共同の研究プロジェクトが組める場合には問題はな いが、そうでない場合には部門単位による大きな研究のメリットが活かされないことになる。このよ うな部門担当教授の交代に伴う研究活動の停滞または低下を生じないように、部門担当教授は交代に 際してその部門に所属する助教授及び助手を事前に転出させるよう努力している。なお、退職あるい は転出までの期間が 3 年以下になると、部門担当教授は、原則として新たに部門構成員を採用するこ とはできないが、部門の研究活動が低下しないように、教授の交代までの期限付きで助手を採用でき る。
５．今後の本所のあり方
上にも述べたように2004 年 4 月に国立大学が法人化され、本所は国立大学法人東北大学附置研究 所として新しいスタートを切った。今後は自主性、自立性を尊重しつつ、個性豊かで国際競争力のあ る大学が求められている。その中にあって、本所は21 世紀の世界で真に求められる物質･材料科学の 世界的中核研究拠点としての方向を明確に示すことが求められている。 このような要請に対し、本所の将来展望について全所員にアンケート調査を行った。そこに示され た所員の総意は次のようにまとめられる。 ① 基礎から実用性(出口)を重視した研究を一貫して実施する研究所、 ② 理学研究部門と工学研究部門の壁を低くし、学際性を尊重、 ③ 研究内容の「集中」と「多様性」のバランス、 ④ エネルギー、環境、高齢化問題等の「社会問題」に対応する研究の重要性、 ⑤ 物質･材料研究の世界的中核研究拠点としての研究発信、 ⑥ 新分野の創成、 ⑦ 「若手研究者」の育成の強化。 また研究分野に関しては以下のように決意している。“物質･材料は科学技術すべての基盤である” の認識のもとに「物質･材料創製」を主眼とする本所は、今後とも一部の物質･材料に偏ることなくバ6 ランスのとれた研究を推進する。その一方で、「研究所の表にあって時代を引っ張る中核的研究集団」 を育成するとともに、次の時代の芽を生むために、研究者の自由な発想を尊重する環境を維持したい。 また、理学と工学の研究者が共存する本所の特徴を最大限に生かす研究を支援していく。 本所は創設以来、常に社会と密接な関係を持つ物質・材料の研究を行ってきた。今後も広い意味の 金属材料とそれに関連する材料を基本とし、この実学としての材料研究の姿勢を保っていく。研究分 野としては、中期目標中期計画に、 ① ナノ組織･特殊構造化制御金属材料 ② 環境･エネルギー関連材料 ③ エレクトロニクス材料 ④ 原子力関連材料 をかかげた。中期計画の完了時には、それぞれの分野から社会、学会をリードする大きな成果が得ら れるものと期待される。そのいくつかを取り上げ、トップダウン的な長期戦略を展開したい。
金属物性論研究部門 結晶物理学研究部門 磁気物理学研究部門 量子表面界面科学研究部門 低温物理学研究部門 低温電子物性学研究部門 放射線金属物理学研究部門 材質制御学研究部門※ 結晶欠陥物性学研究部門 高純度金属材料学研究部門 計算材料学研究部門 材料照射工学研究部門 原子力材料物性学研究部門 原子力材料工学研究部門 研究部 電子材料物性学研究部門 先端電子材料学研究部 材料設計学研究部門※ ナノ金属高温材料学寄附研究部門※ ランダム構造物質学研究部門 金属表面化学研究部門 超構造薄膜化学研究部門 物質創製研究部 非平衡物質工学研究部門 磁性材料学研究部門 結晶材料化学研究部門 特殊耐熱材料学研究部門 複合機能材料学研究部門 加工プロセス工学研究部門 材料プロセス・評価研究部 放射線金属化学研究部門 分析科学研究部 材料プロセス評価学研究部門※ 所長 研究部 量子エネルギー材料科学 共同利用部 国際研究センター 業務部 アルファ放射体実験室 ミクロ組織制御材料合成研究部 ナノ構造制御機能材料研究部 附属施設 材料設計研究部 客員※ 強磁場超伝導材料研究センター 企画部 プロジェクト研究部 ナノ先端分析研究部 客員※ 安全衛生管理室 研究企画室 情報企画室 戦略室 企業化推進室 材料分析研究コア 機器開発技術コア 計算材料学センター 技術部 事務部 （※客員研究部門等）
第２章 機 構
材料科学国際フロンティアセンター 材料物性研究部 材料設計研究部1．本研究所の機構
副所長 副所長 新素材設計開発施設2．委員会機構
運営協議会 外部評価委員会 外部諮問委員会 教授会 研究企画室 所長 情報企画室 運営会議 副所長 戦略室 企業化推進室 安全衛生委員会 安全衛生管理室 研究部 共同利用委員会（兼）採択専門委員会 量子エネルギー材料科学国際研究センター 運営委員会 採択専門委員会 共同利用委員会 共同研究委員会 新素材設計開発施設 共同研究所内委員会 運営委員会 共同利用委員会（兼）採択専門委員会 強磁場超伝導材料研究センター 運営委員会 強磁場専門委員会 共同利用委員会（兼）採択専門委員会 材料科学国際フロンティアセンター 運営委員会（
1）運営協議会
委員長 伊達 宗行（大阪大学名誉教授） 委 員 岸 輝雄 （物質・材料研究機構理事長） 鳥井 弘之 （東京工業大学原子炉工学研究所教授） 上田 和夫 （東京大学物性研究所長） 藤井 徹也 （JFE テクノリサーチ㈱代表取締役社長） 野城 清 （大阪大学接合科学研究所長） 鯉沼 秀臣 （東京工業大学応用セラミックス研究所長） 茅 幸二 （理化学研究所中央研究所長） 鈴木 厚人 （東北大学大学院理学研究科長） 井口 泰孝 （東北大学大学院工学研究科長） 新妻 弘明 （東北大学大学院環境科学研究科長） 井小萩 利明（東北大学流体科学研究所長） 伊藤 弘昌 （東北大学電気通信研究所長） 中西 八郎 （東北大学多元物質科学研究所長） 根元 義章 （東北大学情報シナジーセンター長）（2）外部諮問委員会
委 員 江上 毅 （テネシー大学特別教授、オークリッジ国立研究所特別研究員） 十倉 好紀 （東京大学大学院工学系研究科教授、産業技術総合研究所強相関電子技術研究セ ンター長） 山崎 敏光 （東京大学名誉教授） フランク ステグリッヒ （マックス・プランク固体物理化学研究所長） スリニヴァサ ランガナサン （インド科学大学金属科学研究科教授） ハインリッヒ ローラー （東北大学名誉博士） ロバート ラフリン （スタンフォード大学教授、韓国理工学高等研究大学総長） アラン ヤヴァリ （グルノーブル国立総合研究所教授）（
3）運営会議構成員
構成員 井上 明久 （所長） 花田 修治 （副所長、情報企画室長） 小林 典男 （副所長、研究企画室長） 櫻井 利夫 （戦略室長） 中嶋 一雄 （企業化推進室長） 前川 禎通 （教授会代表） 長谷川 雅幸（教授会代表） 及川 英吾 （事務部長）（
4）研究企画室
室 長 小林 典男 教授 室 員 川添 良幸 教授 前川 禎通 教授 長谷川 雅幸 教授 松原 英一郎 教授 山田 和芳 教授 陳 明偉 教授（
5）情報企画室
室 長 花田 修治 教授 室 員 塩川 佳伸 教授 後藤 孝 教授 岩佐 義宏 教授 野尻 浩之 教授（6）戦略室
室 長 櫻井 利夫 教授 室 員 松井 秀樹 教授 福山 秀敏 教授（7）企業化推進室
室 長 中嶋 一雄 教授 室 員 高梨 弘毅 教授 渡辺 和雄 教授 川崎 雅司 教授 宇田 聡 教授（
8）安全衛生管理室
室 長 小林 典男 教授 室 員 我妻 和明 教授 四竃 樹男 教授 浅見 勝彦 教授 戸叶 一正 教授第１部 本研究所の概要
１．研究経費の状況
【歳出予算の推移】
金額（単位 ： 百万円）【奨学寄付金・産学連携等研究費・科学技術振興調整費の推移】
金額（単位 ： 百万円）【科学研究費補助金の推移】
金額（単位 ： 百万円）第３章 財 政
2,127 2,095 2,043 2,163 2,257 2,541 2,275 3,086 1,836 2,284 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 2004年度 2003年度 2002年度 2001年度 2000年度 人件費 物件費 124 144 73 83 496 531 549 429 401 176 81 82 120 121 0 100 200 300 400 500 600 700 800 2004年度 2003年度 2002年度 2001年度 2000年度 奨学寄付金 産学連携等研究費 科学技術振興調整費 528 527 441 407 442 0 100 200 300 400 500 600 2004年度 2003年度 2002年度 2001年度 2000年度２．科学研究費補助金の申請及び採択状況
件数 金額（千円） 件数 金額（千円） 件数 金額（千円） 申請 1 320,818 1 267,950 1 294,600 採択 申請 1 100,000 1 87,000 1 87,000 採択 1 92,000 1 87,000 1 87,000 申請 2 15,000 1 13,100 2 10,300 採択 2 20,812 1 13,100 2 10,300 申請 11 75,030 5 49,660 12 53,391 採択 8 58,300 7 63,000 9 43,200 申請 4 180,900 6 199,246 5 114,200 採択 2 98,300 4 115,500 4 61,700 申請 11 174,993 11 211,450 10 209,010 採択 6 64,900 4 64,100 6 59,166 申請 27 174,438 24 210,223 28 259,261 採択 14 38,000 11 70,200 16 107,900 申請 21 59,742 25 59,189 24 56,562 採択 7 9,300 11 15,300 13 21,800 申請 35 109,203 41 100,880 42 126,139 採択 8 17,400 8 10,400 8 10,400 申請 17 380,911 11 166,312 10 159,315 採択 1 18,600 5 55,800 8 99,900 申請 28 62,610 30 67,846 31 65,693 採択 14 16,500 16 23,300 17 22,200 申請 採択 申請 採択 申請 13 15,100 10 11,800 11 12,000 採択 13 13,900 10 10,700 11 10,400 申請 1 8,500 1 4,446 採択 1 8,500 1 4,446 申請 171 1,668,745 167 1,453,156 178 1,451,917 採択 76 448,012 79 536,900 96 538,412 特別研究員奨励費 その他 特別研究促進費 研究成果公開促進費 合計 研究種目 項目 2002年度 2003年度 2004年度 特別推進研究 学術創成研究費 特定領域研究(1) 特定領域研究(2) 萌 芽 研 究 若手研究（Ａ） 若手研究（Ｂ） 基盤研究（Ｓ） 基盤研究（Ａ） 基盤研究（Ｂ） 基盤研究（Ｃ）研究種目 配分額
3. 科学研究費補助金交付一覧
【 2004 年度／本研究所教官が代表者の場合 （95件）】
研究課題 ／ 代表者 研究期間 課題番号 013 特定領域研究(1) 遷移金属酸化物における新しい量子現象―スピン・電荷・軌道結合系― 11173101 前川 禎通 1 教授 3000千円 1999-2003 金属ガラスの材料科学 15074101 井上 明久 1 教授 7300千円 2003-2007 024 特定領域研究(2) 回折およぴ分光手法による酸化物表面での局在量子構造解析 12130201 松原英一郎 1 教授 6400千円 2000-2004 金属ガラスのバルク化プロセスと多機能最適化プロセス 15074202 木村 久道 2 助教授 11300千円 2003-2007 磁気浮上炉による材料プロセスの開発 15085201 茂木 巌 4 助手 8200千円 2003-2005 ネプツニウム充填スクッテルダイト化合物の純良単結晶育成とフェルミ面の解明 16037201 青木 大 4 助手 4100千円 2004-2005 複合極限環境下における低次元有機導体の量子ゆらぎ効果の研究 16038204 佐々木孝彦 2 助教授 2200千円 2004-2005 イオンビームを用いた軽金属材料表面のガラス化とガラス複合材料開発に関する研究 16039201 四竈 樹男 1 教授 3000千円 2004-2005 Ⅳ族化合物半導体ガラスの創製とその基礎物性の評価 16039202 米永 一郎 2 助教授 2600千円 2004-2005 金属ガラス合金の軽元素周辺の局所構造と結合状態 16039204 花田 貴 4 助手 2500千円 2004-2005 金属ガラスにおけるき裂先端近傍での降伏と塑性変形挙動 16039205 吉見 享祐 2 助教授 2900千円 2004-2005 06 基盤研究Ａ(2) 照射誘起延性向上を活用したタングステンの照射脆化の改善 13308022 栗下 裕明 2 助教授 2700千円 2001-2004 原子力材料の照射脆化評価のための転位に対する障害強度因子の実験的研究 14208057 松井 秀樹 1 教授 1800千円 2002-2005 高分解ソフトプローブによる有機分子性結晶－半導体ヘテロ層の原子レベル評価 15201022 長尾 忠昭 2 助教授 8400千円 2003-2004研究種目 研究課題 ／ 代表者 配分額 研究期間 課題番号 高いエネルギー効率をもつウラン・レドックスフロー電池の研究 15206111 塩川 佳伸 1 教授 2700千円 2003-2005 ボロンカーバイドの特異的機械物性―衝撃破壊―の微視的研究 16206064 CHEN Mingwei 1 教授 31200千円 2004-2005 自己形成面内変調人工格子の作製と磁気機能性材料への応用 16206067 高梨 弘毅 1 教授 18700千円 2004-2006 08 基盤研究(B)(2) Ｘ線非弾性散乱による金属酸化物中の動的電荷揺らぎと格子振動の研究 14340105 山田 和芳 1 教授 2700千円 2002-2004 炭化ケイ素のＥＣＲプラズマ酸化によるシリコンナノ粒子分散薄膜の作製とＥＬ特性 14350346 後藤 孝 1 教授 2400千円 2002-2004 Ⅳ属半導体高指数表面の制御による量子ドットの制御及びナノ構造の作製 15310081 藤川 安仁 4 助手 1600千円 2003-2004 フラーレン超構造物質の作製と相制御 15340106 田口 康二郎 2 助教授 4600千円 2003-2004 走査トンネル顕微鏡による銅酸化物超伝導体の電子状態の不均一性と超伝導の研究 15340107 小林 典男 1 教授 5400千円 2003-2005 マイクロ引き下げ法による新規フォトニック結晶の設計とその融液成長 15360001 川添 良幸 1 教授 5600千円 2003-2005 Ｘ線ルミネッセンスホログラフィー法の確立による蛍光材料の発光機構の解明 15360329 松原 英一郎 1 教授 3700千円 2003-2005 陽電子消滅法と３次元アトムプローブ法の併用によるナノクラスター形成機構の解明 15360330 永井 康介 2 助教授 5200千円 2003-2005 ハイブリッドモデルによるナノクラスターの成長及び堆積過程の解析と新奇な物性の探索 16310080 高橋 まさえ 4 助手 7400千円 2004-2006 スピン及び軌道による量子伝導の制御理論 16340097 前川 禎通 1 教授 6200千円 2004-2006 スピン多面体ナノ磁石における量子磁性の研究 16340107 野尻 浩之 1 教授 11700千円 2004-2005 タンパク質結晶成長素過程の１分子その場観察による格子欠陥取り込み機構の解明 16360001 佐崎 元 21 講師 13100千円 2004-2005 高強度二オブ３スズ線材に対する繰り返し曲げ歪による臨界電流向上の機構解明 16360145 渡辺 和雄 1 教授 10000千円 2004-2007 ＥＣＲプラズマＭＯＣＶＤ法によるチタニア基ナノコンポジット膜の低温合成 16360321 増本 博 2 助教授 9300千円 2004-2006
研究種目 研究課題 ／ 代表者 配分額 研究期間 課題番号 原子空孔制御による金属間化合物表面のナノ自己パターンニングと材料機能 16360339 吉見 享祐 2 助教授 8900千円 2004-2006 非平衡反応を利用した高磁界用二酸化マグネシウム超伝導体の開発 16360355 戸叶 一正 1 教授 10100千円 2004-2005 09 基盤研究Ｃ(1) ナノ超伝導体の超伝導状態に対する理論的研究 16540304 小山 富男 4 助手 2000千円 2004-2005 １００テスラ領域における強磁場スピン科学の構築 16634006 野尻 浩之 1 教授 3400千円 2004 10 基盤研究Ｃ(2) 未発見シリコンナノワイヤーの構造予測と物性評価 15510086 Sluiter Marcel 2 助教授 1500千円 2003-2004 複合ナノ構造におけるスピン依存伝導の理論 15540328 高橋 三郎 4 助手 500千円 2003-2005 モット転移近傍に位置する強相関有機導体の金属－絶縁体－超伝導相分離の研究 15540329 佐々木 孝彦 2 助教授 1600千円 2003-2004 硫黄の高温高圧相転移 15540456 草場 啓治 4 助手 700千円 2003-2004 強相関ｆ電子系ペルチェ素子の低次元アモルファス化による熱伝導率低減 15560581 木村 禎一 4 助手 1400千円 2003-2004 ナノ粒子分散Ａｌ合金の機械的性質とその強化機構の解明 15560616 木村 久道 2 助教授 900千円 2003-2005 減圧レーザ誘起プラズマ発光分光法によるスクラップ素材のオンライン迅速分析法の開発 15560705 我妻 和明 1 教授 500千円 2003-2004 銅酸化物モット絶縁体の光物性に関する理論的研究 16540302 遠山 貴己 2 助教授 2000千円 2004-2005 中性子散乱による金属Ｃｒのスピン密度波の再調査―ストライプ秩序との接点を求めて― 16540303 平賀 晴弘 4 助手 2300千円 2004-2005 ナノスフィアリソグラフィーを用いたＦｅＰｔナノ粒子の合成と機能性 16560604 嶋 敏之 4 助手 2700千円 2004-2005 プラズマ対向壁再堆積層における水素同位体とりこみ機構と放出特性 16560720 永田 晋二 2 助教授 2300千円 2004-2005
研究種目 研究課題 ／ 代表者 配分額 研究期間 課題番号 11 基盤研究Ｓ ＧａＮ系半導体ヘテロ構造における表面界面の原子レベル評価と物性制御 14102010 桜井 利夫 1 教授 14500千円 2002-2005 SiGe基板単結晶の低欠陥化と歪みを制御した機能性ヘテロ構造の創製 14102020 中嶋 一雄 1 教授 6600千円 2002-2006 安定化過冷却液体の大過冷却相変態の利用による高機能性非平衡金属材料の創製と工業化 15106010 井上 明久 1 教授 18000千円 2003-2007 原子炉圧力容器鋼中の照射誘起ナノ析出物および欠陥の形成・発達過程の解明と制御 15106015 長谷川 雅幸 1 教授 22600千円 2003-2007 H2 萌芽研究 ２元系ネプツニウム化合物ＮｐＸ3の単結晶育成とその基礎物性 14654057 本間 佳哉 4 助手 700千円 2002-2004 テーブルトップ５０テスラ級パルス超強磁場の実現 15654048 野尻 浩之 1 教授 1000千円 2003-2004 高圧水素中で反応合成したリチウム系化合物での超伝導機能 15656001 折茂 慎一 2 助教授 700千円 2003-2004 可視光に応答する酸化チタン光触媒の研究 15656170 正橋 直哉 2 助教授 1600千円 2003-2004 ナノ磁性粒子における電圧駆動磁化反転 16654053 三谷 誠司 2 助教授 1800千円 2004-2005 蛍光顕微法を用いた有機半導体薄膜結晶粒間の位相欠陥イメージング 16656004 佐崎 元 21 講師 1200千円 2004-2005 Ｘ線導波路現象を利用したナノビーム集光素子開発と応用 16656192 松原 英一郎 1 教授 2200千円 2004-2005 ＣＶＤ法で合成した多孔質チタニア／骨形成因子複合体による骨誘導インプラントの開発 16656197 増本 博 2 助教授 1200千円 2004-2006 T1 特別研究員奨励費 その場反応により形成したナノ粒子分散強化型マグネシウム合金の開発 14002104 井上 明久 1 教授 400千円 2002-2004 コンビナトリアル手法を用いた酸化亜鉛の価電子制御 14006710 塚崎 敦 特別研究員(DC1) 1000千円 2002-2004 蛍光Ｘ線ホログラフィー法による局所格子歪の定量解析技術の開発 14010753 高橋 幸生 特別研究員(DC1) 1000千円 2002-2004 金属内包フラーレン固体およびデバイス構造における物性研究 15002596 菅原 孝宜 特別研究員(DC1) 900千円 2003-2005
研究種目 研究課題 ／ 代表者 配分額 研究期間 課題番号 チェクラルスキー法による大口径品質単結晶作成の為の対流制御と最適育成条件探索 15003053 川添 良幸 1 教授 1200千円 2003-2004 ナノ組織化を利用した高効率光触媒チタン化合物膜の製造 15007140 中村 貴宏 特別研究員(PD) 900千円 2003-2004 ナノ構造におけるスピンに依存した伝導の理論的研究 16003197 山下 太郎 特別研究員(DC2) 1000千円 2004-2005 強磁性酸化物半導体による室温動作スピントロニクス素子の作製 16003416 豊崎 秀海 特別研究員(DC1) 1000千円 2004-2006 強相関電子系の電子励起に関する理論的研究 16004310 前川 禎通 1 教授 600千円 2004-2006 シリコンナノチューブの構造と物性に関する第一原理シミュレーション計算 16004367 川添 良幸 1 教授 1200千円 2004-2005 スーパーコンピューター・ネットワーキングによる超大規模材料設計シミュレーション 16004683 前川 禎通 1 教授 1200千円 2004 X1 学術創成研究費(2) 非平衡透明酸化物のパラレル合成による光・電子・磁気機能の高効率探索とデバイス実証 14GS0204 川崎 雅司 1 教授 87000千円 2002-2006 Ya 若手研究Ａ 酸化亜鉛電界効果ドーピングと紫外発光素子 15685011 大友 明 4 助手 6800千円 2003-2004 絶縁体上ＳｉＧｅ仮想基板の形成機構の解明と高機能電子デバイスへの応用 15686013 宇佐美 徳隆 2 助教授 3700千円 2003-2004 Ｘ線異常分散を利用した元素価数選択性Ｘ線ホログラフィー法の研究 15686025 林 好一 2 助教授 5200千円 2003-2005 水素クラスターの機能化－高密度水素貯蔵と準室温超伝導の両面から－ 15686027 折茂 慎一 2 助教授 8320千円 2003-2005 有機分子を用いた単層カーボンナノチューブの状態密度スイッチング 16681009 竹延 大志 4 助手 22900千円 2004-2005 多結晶シリコンの組織形成機構の解明および太陽電池用完全配向型多結晶シリコンの作製 16686001 藤原 航三 4 助手 18600千円 2004-2005 有機ＥＬ素子と室温強磁性半導体を融合した透明スピントロニクスの創生 16686019 福村 知昭 4 助手 16300千円 2004-2005 磁性ナノ粒子分散膜の磁場による結晶配向と粒子整列化に基づく３次元積層化技術の確立 16686038 市坪 哲 4 助手 20000千円 2004-2005
研究種目 研究課題 ／ 代表者 配分額 研究期間 課題番号 Yb 若手研究Ｂ ネプツニウム化合物の純良単結晶育成と異方的超伝導の探索 15740195 青木 大 4 助手 1500千円 2003-2004 遷移金属化合物における熱電応答の理論的研究 15760036 小椎八重 航 4 助手 800千円 2003-2005 強磁場化学気相法を用いたＹＢＣＯ膜の組織制御による臨界電流密度特性の研究 15760213 淡路 智 2 助教授 800千円 2003-2005 太陽電池用狭ギャップ窒化物半導体ヘテロ構造の開発 15760214 Ｊ・Ｔ サドウスキー 4 助手 1100千円 2003-2004 ハイブリッド・マグネット用５００Ａ温度可変臨界電流測定装置の開発と研究 15760215 西島 元 4 助手 800千円 2003-2004 非ニュートン流動を利用した方位制御バルク状ナノ構造金属ガラス複合材料の創製と性質 15760513 加藤 秀実 4 助手 1300千円 2003-2005 強磁場・低温Ｘ線回折装置を用いた次世代高機能磁性材料の磁気体積効果に関する研究 15760514 小山 佳一 2 助教授 900千円 2003-2004 熱力学モデルおよびデータベース連携による新しい金属ガラス、ナノ結晶合金の開発 15760515 竹内 章 2 助教授 1300千円 2003-2005 反跳粒子検出法を用いた水素酸素燃料電池中の過渡的捕捉水素濃度の評価法の確立 15760516 土屋 文 4 助手 700千円 2003-2005 気相からの立方晶窒化ホウ素エピタキシャル成長に関する研究 15760534 高村 由起子 4 助手 1800千円 2003-2004 セラミック材料を用いた高温・重照射場用蛍光体の開発研究 15760632 藤 健太郎 4 助手 800千円 2003-2004 ウラン・レドックスフロー電池の優れた活物質・隔膜の分子設計による創製 15760641 山村 朝雄 4 助手 1300千円 2003-2005 低抵抗ｎ型ダイヤモンド半導体の気相成長のハイブリッドシミュレーション 16740163 西松 毅 4 助手 1700千円 2004-2005 自然量子井戸構造半導体単結晶の光学特性と低次元励起子エンジニアリング 16760005 牧野 久雄 4 助手 2600千円 2004-2005 新しい銅およびニッケル基バルクナノ二十面体ガラス復相合金の生成、構造と基礎的性質 16760559 D.V LOUZGUIN 4 助手 1100千円 2004-2006 新規なナノ粒子分散Ｎｉ基アモルファス高速水素透過膜の創製とその透過機構の解明 16760560 山浦 真一 4 助手 1400千円 2004-2005 放射性廃棄物核種を包含するガラスナノボイドの構造および安定性の解明 16760686 井上 耕治 4 助手 2300千円 2004-2005
4．研究支援事業等による大型プロジェクト
文部科学省
物質創製・材料化国際研究教育拠点 21世紀COEプログラム 井上明久 教授 約 22.0 億円 2002-2006年度 金属ガラスの材料科学 特定領域研究 井上明久 教授 約 16.4 億円 2003-2007年度 遷移金属酸化物における新しい量子現象 特定領域研究 前川禎通 教授 約 6.8億円 1999-2004年度 ナノ物質材料微細構造解析支援 ナノテクノロジー総合支援プロジェクト 井上明久 教授、 （平賀賢二 名誉教授） 松井秀樹 教授 約 5.7 億円 2002-2006年度 コンビナトリアル化合物機能開発研究 先導研究費 川崎雅司 教授 約 2.9 億円 1999-2005年度 ナノへテロ金属材料の機能発現メカニズムの解明に基 づく新金属材料創製に関する研究 科学技術振興調整費 井上明久 教授 松原英一郎 教授 高梨弘毅 教授 約 2.0 億円 2000-2004年度 ナノサイズ・センシングカプセルの新規開発と医療応用 萌芽的先端医療技術推進研究 川添良幸 教授 約 1.5 億円 2003-2007年度 新しい研究ネットワークによる電子相関系の研究 －物理学と化学の真の融合を目指して－ 学術創成研究費 前川禎通 教授 約1.4億円 2001-2005年度 新規な高強度・超弾性Ｔｉ－Ｚｒ系の開発と生体材料への 応用研究 革新的技術開発研究推進事業 井上明久 教授 約 1.3 億円 2000-2005年度ナノサイエンス実証研究 ナノ電子系 超高速コンピューター網形成プロジェクト 前川禎通 教授 約 1.0 億円 2003-2007年度 SiGe基板単結晶の低欠陥化と歪み制御した機能性ヘテ ロ構造の創製 基盤研究(S)(2) 中嶋一雄 教授 約 0.9 億円 2003-2007年度
日本学術振興会
非平衡透明酸化物のパラレル合成による光・電子・磁 気機能の高効率探索とデバイス実証 学術創成研究費 川崎雅司 教授 約 4.4 億円 2002-2006年度新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）
「ナノメタル技術」プロジェクト 材料ナノテクノロジープログラム 井上明久 教授 約 67.0 億円 2001-2005年度 高機能・高精度省エネ加工型金属材料（金属ガラス）成 形加工技術 革新的部材産業創出プログラム 井上明久 教授 約 36.0 億円 2002-2006年度 金属ガラスを用いた固体分子形燃料電池の要素技術 の研究 固体分子形燃料電池研究開発事業 井上明久 教授 約 28.0 億円 2001-2005年度 車載可能リチウム系水素貯蔵材料の研究 水素安全利用等基盤技術開発 折茂慎一 助教授 約 1.4 億円 2003-2007年度 超薄型・高効率多結晶シリコン太陽電池の技術開発 ―高品質多結晶シリコンインゴット― 革新的次世代太陽光発電システム技術開発事業 中嶋一雄 教授 約 1.3 億円 2004-2005年度 ナノ構造制御金属酸化物薄膜における光機能の開発 国際共同研究 川崎雅司 教授 約 0.7 億円 2002-2004年度原子力環境整備・資金管理センター
人工バリア材料の照射影響の評価 放射性廃棄物地層処分事業 長谷川雅幸 教授 約 3.2 億円 2000-2005年度科学技術振興機構
自己構造・組織創成型過冷却金属の応用展開 戦略的創造研究推進事業 井上明久 教授 約 5.0 億円 2002-2007年度 ナノクラスターの配列・配向制御による新しいデバイスと 量子状態の創出 戦略的創造研究推進事業 岩佐義宏 教授 約 4.9 億円 2001-2006年度 スピン量子ドットメモリ創製のための要素技術開発 戦略的創造研究推進事業 高梨弘毅 教授 （分担者） 約 1.4 億円 2001-2006年度氏 名 年月日 異動種別 異動後の身分 福 元 謙 一 2004.04.01 転 出 （福井大学 助教授へ） 張 偉 2004.04.01 採 用 助教授 余 京 智 2004.04.01 採 用 助教授 畠 山 賢 彦 2004.04.01 採 用 助手 波多野 恭 弘 2004.04.01 採 用 助手 沈 宝 龍 2004.04.01 採 用 助手 黄 晋 二 2004.04.01 転 入 助手（東京大学より） 成 旻 錫 2004.04.01 採 用 助手 野 尻 浩 之 2004.05.01 採 用 教授（岡山大学より） 野 瀬 嘉太郎 2004.06.01 採 用 助手 山 本 篤史郎 2004.06.01 採 用 助手 宮 崎 英 敏 2004.06.30 辞 職 昆 野 幸 枝 2004.07.01 採 用 技術職員
CHOI Kwang Yong 2004.08.01 採 用 助手
大 島 勇 吾 2004.08.01 採 用 助手 長 尾 忠 昭 2004.08.31 辞 職 成 旻 錫 2004.09.30 辞 職 明 石 孝 也 2004.09.30 辞 職 藤 川 安 仁 2004.10.01 昇 任 助教授 塗 溶 2004.11.01 採 用 助手 福 村 知 昭 2004.12.01 昇 任 講師 呉 克 輝 2005.01.31 辞 職 助手 松 岡 隆 志 2005.02.01 採 用 教授 戸 叶 一 正 2005.03.31 退 職 BADICA Petre 2005.03.31 辞 職
第４章 職員人事異動
(2004.4.1～2005.3.31)第１章 研究の現状と今後の計画（概要）
金属物性論研究部門
部門担当教授前川 禎通
（1997.4～） 【部門構成員】 教授：前川 禎通、 助教授：遠山 貴巳、 助手：高橋 三郎、小山 富男、小椎八重 航、 COE フェロー：森 道康、 研究支援者：筒井 健二、 産学官連携研究員：市村 雅彦、松枝 宏明、 その他（事務補佐員 ３名） 【研究成果】 当研究部門では遷移金属酸化物の電子物性の理論的研究を行っている。遷移金属酸化物は高温超伝 導や金属絶縁体転移等の電子相関に基づく物性物理の多くの重要課題を持つとともに、応用上でも次 世代のエレクトロニクス材料として注目される。2004 年度では、Ｃu 酸化物（Ref.1, 2, 3 ）、Mn 酸化物（Ref.5）及びCo 酸化物（Ref.4 ）における モット絶縁体状態及びドープしたモット絶縁体の電子状態を理論的に研究した。 (1) 一次元モット絶縁体における電子のスピン電荷分離の性質を明らかにし、それが強い非線型光学 応答に導くことを示すとともに、非線型光学素子材料開発の指針を示した。 (2) これらの強相関電子系での電子の内部自由度（スピン・電荷・軌道）の相互作用、それぞれの秩 序の競合及び素励起の性質とそれらの観測方法に注目した。そして、放射光を用いた観測理論を構 築した。 (3) 熱電変換材料及び新しく超伝導体として注目されている三角格子 Co 酸化物において電子の示す 格子はカゴメ格子であることを明らかにした。これは軌道縮退が電子系に格子とは違った対称性を 与えることを証明したものである。 (4) 長年の懸案であった教科書「遷移金属酸化物の物理」を完成させ、Springer 社（ドイツ）より 2004 年6 月に出版した。（Ref.1 ）
1. Maekawa S., Tohyama T., Barnes S.E., Ishihara S., Koshibae W., Khaliullin G. Physics of Transition Metal Oxides
Springer Series in Solid-State Sciences, Vol. 144 (2004), ISBN: 3-540-21293-0 2. Mori M., Tohyama T., Maekawa S., Riera J. A.
Friedel oscillations in a two-band Hubbard model for CuO chains. Phys. Rev. B, 69 (2004), 014513
3. Onodera H., Tohyama T., Maekawa S.
Temperature and dimensionality dependencies of optical absorption spectra in Mott insulators.
Phys. Rev. B, 69 (2004), 245117
4. Khaliullin G., Koshibae W., Maekawa S.
Low Energy Electronic States and Triplet Pairing in Layered Cobaltate. Phys. Rev. Lett., 93 (2004), 176401
5. Ishii K., Inami T., Ohwada K., Kuzushita K., Mizuki , J., Murakami Y., Ishihara S., Endoh Y., Maekawa S., Hirota K., Moritomo Y.
Resonant inelastic X-ray scattering study of the hole-doped manganites La1-xSrxMnO3 (x = 0.2, 0.4). Phys. Rev. B, 70 (2004), 224437 【研究計画】 多くの遷移金属酸化物は電子間のクローン相互作用が強い、いわゆる強相関電子系である。電子は 個々のイオンに滞在する時間が長く、そのために電子の内部の自由度であるスピンと電荷の振る舞い に軌道状態の個性が顕著に反映され、各自由度の秩序状態がお互いに競合し様々な量子現象が現れる。 同様なことは分子性の有機化合物や生体物質についても言える。そのため、スピン（磁性）や軌道（電 子の空間的広がり）の小さな変化が電荷（電気伝導）の巨大な変化に跳ね返ってくる。また逆に電荷 の小さな変化が磁性の巨大な変化を引き起こす。これらの量子現象は電子の多体効果によるところか ら、局所密度近似に基づく第一原理計算や平均場などの近似計算では、必ずしも捉えられない。 一方、系を記述する微視的モデルに対する近似を挟まない数値シミュレーションはその物性の本解 明に威力を発揮する。当研究部内では長年にわたり開発してきた多体電子系における数値計算・シミ ュレーション法を用いて上記強相関物質の量子効果を解明し、次世代のエレクトロニクスのための材 料開発のための指導原理を構築する。
結晶物理学研究部門
部門担当教授中嶋 一雄
（1998.10～） 【部門構成員】 教授：中嶋 一雄、 助教授：宇佐美 徳隆、 講師：佐崎 元、 助手：藤原 航三、野瀬 嘉太郎、 COE フェロー：郡司 敦、 COE フェロー：大平 圭介、 その他（技術補佐員 １名、 事務補佐員１名） 【研究成果】 高品質な太陽電池用結晶成長、多元系バルク単結晶成長、有機結晶の成長といった主要３テーマを 主体に研究を進めた。第一のテーマに対して、組成分布を有するSiGe バルク多結晶を用いた太陽電池 の研究では、バルク多結晶中の平均 Ge 組成が５％程度で、Si バルク多結晶の太陽電池よりも 1.3 倍 の高効率になることを、実験的に初めて実証した。この物理的理由を検討し、結晶中に分布している Ge-rich 領域により、光のパスが屈折を受け実効的なパスが長くなり吸収係数が増した効果に起因する と推論できた。一方、太陽電池結晶の本命である、Si バルク多結晶の高品質化の研究に対しては、1500℃ の高温に耐える Si 融液からの Si 結晶成長のその場観察装置を開発し、世界で初めてファセット成長 が見えるスケールでSi 結晶の融液からのその場観察に成功した。この観察により、Si バルク多結晶の 結晶粒方位を一方向に整列させるためには、デンドライト成長のメカニズムを活用できることを見出 し、結晶粒方位の制御を行える成長技術の開発に道を拓いた。このような、当研究室独自の高品質 Si バルク多結晶の結晶成長の研究は、太陽電池の今後の展開にとって核心的な研究であることがNEDO や企業で認識され、大きな期待を寄せられてきた。一方、Si 薄膜の液相エピタキシャル成長の研究過 程で、Si 結晶ウェハーを有る温度、荷重、膜厚条件で、高温加圧加工すると、自在な形状の結晶が作 製できることを見出した。しかも、このSi 結晶ウェハーは、太陽電池を作製できるに十分な品質を有 しており、流線型の太陽電池やX 線の集光用レンズに応用できる可能性があり、今後大きな研究分野 に発展させていける芽を見出した。第二のテーマに対しては、（110）面の GaAs 種結晶を用いると、 InGaAs バルク単結晶が得やすく、25%近く InAs が入った InGaAs バルク単結晶でも、緩和層を介し て成長できることを見出した。この技術は InGaAs バルク単結晶の成長技術の開発に大きな前進を与 えた。第三のテーマに対しては、タンパク質分子に発光中心を持つ分子を付けることにより、タンパ ク質分子の動きを直接観察できる手法を開発した。この手法は、タンパク質結晶の成長メカニズムの 解明に大きな進歩を与える重要技術として期待できる。1. Pan W., Fujiwara K., Usami N., Ujihara T., Nakajima K., and Shimokawa R.
Ge composition dependence of properties of solar cells based on multicrystalline SiGe with microscopic compositional distribution
J. Appl. Phys., 96 (2004), 1238-1241.
2. Fujiwara K., Obinata Y., Ujihara T., Usami N., Sazaki G., and Nakajima K. Grain growth behaviors of polycrystalline silicon during melt growth processes J. Cryst. Growth, 266 (2004), 441-448.
3. Nakajima K., Fujiwara K., and Pan W.
Wave-shaped Si crystal wafers obtained by plastic deformation and preparation of their solar cells
4. Azuma Y., Nishijima Y., Nakajima K., Usami N., Fujiwara K., and Ujihrara T.
Successful growth of an InxGa1-xAs (x>0.18) single bulk crystal directly on a GaAs seed crystal with preferential orientation
Jpn. J. Appl. Phys. 43 (2004),L907-L909.
5. Sazaki G., Matsui T., Tsukamoto K., Usami N., Ujihara T., Fujiwara K., and Nakajima K. In-situ observation of elementary growth steps on the surface of protein crystals by laser confocal microscopy J. Cryst. Growth, 262 (2004), 536-542 【研究計画】 次の３つの主要テーマを主体に研究を進める。第一のテーマとして、クリーンエネルギー源として 期待の高い太陽電池の高効率化のために、Si 系バルク多結晶の高品質化の成長技術の研究・開発、極 めて熱平衡に近い状態からのSi 薄膜の液相エピタキシャル成長による高品質化の研究、Si 結晶ミラー を用いた新しい高効率太陽電池システムの研究を行う。第二のテーマとして、全率固溶型の状態図を 有するSiGe, InGaAs バルク単結晶の成長を研究し、格子定数を自由に制御できる新しい基板結晶の開 発と機能性ヘテロ構造の創製を行う。第三のテーマとして、新しい半導体結晶として将来の発展が期 待できる、有機半導体薄膜のエピタキシャル成長の基礎研究を行う。 第一のテーマに対しては、主にSi バルク多結晶の結晶粒方位、粒界性格、結晶粒サイズの制御技術 を開発し、Si バルク単結晶を凌駕する Si バルク多結晶を実現し、世界の実用的な高効率太陽電池の開 発研究をリードする。新しい高効率太陽電池用結晶として開発した、ミクロ分散的組成分布を有する SiGe バルク多結晶の高効率化メカニズムを解明し、薄型時代に適した太陽電池用結晶材料として実用 化する。Si 結晶ミラー太陽電池を用いた新太陽電池システムをベースに、Si 太陽電池として世界で最 高の特性を実現する。第二のテーマに対しては、均一組成を有するSiGe バルク単結晶を用いた基板を 作製し、SiGe 歪みヘテロ構造による高速電子デバイスを試作し、SiGe バルク単結晶基板の有用性を 証明する。第三のテーマでは、有機半導体薄膜をエピタキシャル成長により単結晶化させる鍵を握る 有機分子の配向整列に対して、配向整列に効果がある諸因子を見出し、エピタキシャル成長の可能性 を現実のものとする。これらの研究を、今後５年間で実現し、目標を達成する。
磁気物理学研究部門
部門担当教授野尻 浩之
（2004.4～） 【部門構成員】 教授：野尻 浩之、 助手：茂木 巌、大島 勇吾（2004.8～）、 Kwang-Yong Choi（2004.8～） 【研究成果】 磁気物理学部門では強磁場を用いた磁性体の研究および強磁場を用いた材料開発を推進している。 磁性体の研究に関しては、本年度は新しいナノ磁性体の発掘と物性評価、特に量子トンネル等の動的 性質の解明に関して以下のような成果を得た。 (1) スピン系で初めてチューブおよびプリズム構造をもつナノ磁性体を発掘し、その物性を解明した （Ref.1 ）。 (2) 三角のスピンリングにおいてスピンカイラリティによる磁化のヒステリシス現象を見出し、その 量子トンネリングの機構を明らかにした（Ref.2 ）。 (3) 20 面体構造を有するスピン多面体の磁性を研究し、基底状態に関するサイズ効果を明らかにする とともに、幾何学的構造による準安定状態の発現を見出した（Ref.3 ）。 (4) 単分子磁石におけるパリティ効果などに関して、高周波 ESR 等を用いて微視的な機構を明らかに した。 これらの研究は国内外の10 以上のナノ磁性体の研究グループとの活発な共同研究として展開された。 また一連の研究を通して、時間変化する磁場を用いてナノスピン系の量子ダイナミックスを制御す ることが有力な手法であることを確立し、この独創的な展開に対して関係者から高い評価をえた。 強磁場を用いた新材料開発に関しては、導電性ポリマーの磁気電解重合の研究に関して進展があり、 磁気電解重合によりポリアニリンにキラリティが発現し、キラルな分子認識が可能となることを見 出すなどの成果を得た（Ref.4 ）。 また、放射光と強磁場を組み合わせた研究のために超小型のパルス強磁場発生装置を開発し、世界 で初めて33 テスラまでの強磁場実験に成功した（Ref.5 ）。1. J. Schnack, H. Nojiri, P. K gerler, Geooerey J. T. Cooper, Leroy Cronin
Magnetic characterization of the frustrated three-leg ladder compound [(CuCl2tachH)3Cl]Cl2 Phys. Rev. B, 70 (2004)174420(5 pages).
2. T. Yamase, E. Ishikawa, K. Fukaya, H. Nojiri, T. Taniguchi, T. Atake
Spin-Frustrated (VO3)6+-Triangle-Sandwitching Octadecatungstates as a New Class of Molecular Magnets
Inorg. Chem., 43 (2004) 8150-8157.
3. C. Schroder, H. Nojiri, J. Schnack, P. Hage, M. Luban, P. Koegrler
Competing Spin Phases in Geometrically Frustrated Magnetic Molecules Phys. Rev. Lett., 94 (2005) 017205 (4 pages).
4. I. Mogi and K. Watanabe
Chirality of Magnetoelectropolymerized Polyaniline Electrodes Jpn. J. Appl. Phys., 44 (2005) L199-L201
5. T. Inami, K. Ohwada, Y. H. Matsuda, Y. Ueda, H. Nojiri, Y. Murakami, T. Arima, H. Ohta, W. Zhang, and K. Yoshimura
Nucl. Instrum. and Methods, (2005) to be published. 【研究計画】 磁気物理学部門では強磁場を用いた磁性体の研究および強磁場を用いた材料開発を遂行するために 以下のような研究計画を推進する。 (1) ナノ磁性体の研究を推進するために、新しいトポロジーをもった新奇磁性体を発掘しその物性評 価を行う。特に、チューブ構造、プリズム構造および多面体構造等においてはフラストレーション やエネルギー縮退のために、特徴的な量子トンネル現象やサイズに依存する様々な準安定状態の発 現が予想されるので、これらの現象の発掘と理解を目指す。 (2) ナノ磁性体の量子操作においてもっとも重要な点はデコヒーレンスの制御である。この点にブレ ークスルーをもたらすことを戦略的目標として、時間依存する磁場による量子状態の制御法を開拓 する。 (3) 磁場中材料プロセスの手法を開拓するために、強磁場中で電気重合反応などの新しい磁気科学的 手法を探索し、新しい機能の発現につなげる。 (4) 強磁場とＸ線回折を組み合わせることにより、各種の磁場誘起相転移研究などにおいてこれまで にない強力な研究の道具を得ることが出来る。従来より格段に小型のパルス磁場発生装置を開発し、 SPring8 の強力な放射光光源と組み合わせて 30 テスラ以上の強磁場下におけるＸ線回折実験の実現 を目指す。 (5) 国内外の関連研究者との共同研究等も積極的に推進し、ナノ磁性体研究における研究センターの 形成を目指す。
量子表面界面科学研究部門
部門担当教授櫻井 利夫
（1989.10～）【部門構成員】
教授：櫻井 利夫、 助教授：長尾 忠昭、藤川 安仁、 助手：Sadowski Jerzy T.、 高村 由起子、
COE フェロー：Jun-Zhong Wang、 講師（研究機関研究員）：Xin-Jun Wang、 その他（事務補佐員 １名）
【研究成果】
In academic year 2004, Dr. Nagao's group continued the STM/LEEM investigation of the thin film Bi growth on the Si (111)-7×7 surface to elucidate the mechanism of coverage-dependent phase transition of the Bi ultra-thin film. We concluded with the help of theory group in NIMS that the Bi film has a unique new phase, stable up to the film thickness of 4 monolayers. The bonding configuration of this phase is similar to black phosphorus which belongs to the same elemental group as Bi, but has been never observed in bulk Bi. (Ref.1 ) We wishfully hope that this new allotrope of Bi may possibly be accompanied with exotic electronic properties, realizing unique Bi properties. We plan to investigate it in the coming year, although Dr. Nagao left our group in September 2004 to take a position at NIMS, Tsukuba.
The main thrust of our group for last couple of years is Ge (105)/Si project mainly performed by Dr. Fujikawa and his students. Realizing its rather complicated nature of the surface structure due to large charge transfer, they used high-performance atomic force microscopy (AFM) to nail down the details of its atomic structure in collaboration with Dr. Hasegawa's group at ISSP, University of Tokyo. (Ref.2 ). They found that the obtained AFM images documented the exact positions of the dangling bonds on the surface with the resolution even higher than the best STM images currently available. Furthermore, using the Kelvin force microscopy together with the AFM, an atomically-resolved potential map was successfully resolved on the surface, which renders additional support to the structure model which we propose. To our best knowledge, this is the first atomically resolved potential mapping obtained using this unique technique. These results nicely exemplify the power and usefulness of AFM in surface structure. This research was extended to further investigate hydrogen adsorption and they have found that the surface strain on this surface is controllable by the hydrogen adsorption. (PRL 94, 086105 (2005).) This work implies the possibility of strain control of Ge quantum dots on Si through adsorption. Use of "surface strain" as a controllable parameter in surface engineering will be our major area of research for the coming years. For instance, we plan to investigate in what degree we can modify the strain in the Ge films and nanostructures by adsorption in order to control mechanic and electronic properties of the Ge/Si system.
Highly challenging "growth of GaN on Si" was attempted by Dr. Yamada-Takamura's group using the UHV molecular beam epitaxy (MBE)-SPM system. GaN is grown on Si (111) by radio-frequency plasma-assisted MBE, and the growth front is studied using reflection high-energy electron diffraction (RHEED) and STM. By successfully documenting the optimum
