東京大学物性研究所

Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo

第1部会
共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要

所長
森　初果
Mori, Hatsumi

キーワード: 物性科学、物性理論、量子物質、機能物性、ナノサイエンス、量子ビーム、強磁場、光科学、計算物質科学
住所: 〒277-8581
千葉県柏市柏の葉5-1-5

物性科学は、色々な物質が示す多彩な性質（物性）を、そのミクロな構成要素である原子や電子が従う物理法則に拠って解明する学問として発展してきました。現在ではその知識をもとに、新しい化合物やナノスケールの人工物質に対して新しい性質や機能を見出す研究が進み、物理学、化学、材料工学の境界を超える学問として、現代文明を支えるエレクトロニクスや情報技術の基礎となっています。物性研究所は、我が国の物性科学の研究推進のために、全国の物性研究者の要望を受けて1957年に東京大学附置の全国共同利用研究所として設立されました。2000年からは柏キャンパスで活動を行なっています。また、2010年からは共同利用・共同研究拠点としての活動を展開しています。

令和3年度の研究活動内容及び成果

物性研が擁するユニークな研究の一つが強磁場研究です。2018年9月には、これまでの世界最高磁場の記録を塗り替える1200テスラを実現しました。これは物性測定に実用可能な磁場として世界最高強度です。1970年代から連綿と行われてきた技術開発・研究によって達成され、600テスラに至る磁場中での物質科学研究が可能な世界唯一の拠点となっています。この成果は、1000テスラ以上の領域への可能性を拓き、半導体、ナノマテリアル、超伝導体、磁性体などの研究に対する新たな手段となります。

強磁場発生時の様子

近年トポロジカルな性質を利用した物質の研究が世界中で精力的に展開されています。物性研は、これらの根底となる理論への貢献と共に、トポロジカル物質の開発、性質の解明に挑んでいます。鉄シリコンという普遍的な元素から構成される化合物でのスピントロニクス機能の実現、トポロジカル強磁材料がスピントルク源として働くことを発見するなどしました。

物性研の新たな取り組みとして、これまでのソフトマターや凝縮系に、生体系物質を取り入れ、複雑で階層的な構造、システムの解明に挑んでいます。地球上の幅広い生物が持つ光受容タンパク質の新種、新機能を発見しました。これらはオプトジェネティクスという、光を利用した新しい分子生体分子ツールとしての応用も期待されています。

レーザー光電子分光装置

光受容膜タンパク質、シゾロドプシン水溶液

社会との連携

HPやプレスリリースによる研究成果の情報発信のほか、交流の場として、一般公開や、市民講演会を毎年開催し、物性科学の知の普及に努めています。2021年度の一般公開では、web上に構築した「バーチャル物性研」の中で動画やポスターによる研究紹介、講演や実験のライブ配信を行い、約1,000名の方々に視聴いただきました。

将来の担い手である中高生や子どもたちに対しては、物性科学に親しんでいただくことを目的に、施設見学の受け入れ、学校への出張授業を行っています。理系女子への支援として、女子中高生を対象としたイベント、物理に進学した大学生・院生を対象にキャリアパスを示すイベントを東大カブリIPMU、東大宇宙線研と共に開催しています。また2000年の柏キャンパス移転以来、毎年夏季には東葛テクノプラザ主催の子ども向け科学教室に協力するなど、地域の教育関係機関と連携しています。