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居室 / Office & Rest space

当グループの居室は分子科学研究所研究棟の310号室と306号室です(現在は、研究棟の改装工事のため一時的に南実験棟の1階に移動しています。2021年6月末に改装された研究棟3階に居室が戻る予定です)。メンバー間の活発なディスカッションやコミュニケーションを促進するため、部屋の仕切りやデスク間のパーティションを極力排除しています。また、個人使用に幅の広いデスクや棚を整備しています。長時間のデスクワークによる研究の質の低下や腰痛を防止するために、スタンディングデスク数台を共用で導入しています。
憩いのスペースも充実しており、最先端の物理学・物理化学・表面科学研究にじっくりクリエイティブに取り組める贅沢な居室環境を整えています。

高出力KHzフェムト秒レーザー光源

フェムト秒チタンサファイアレーザー (Spitfire Ace PA,:Spectra Physics社製)
(800nm, 35fs, 5kHz, 16W出力)

本レーザーは、同型フェムト秒チタンサファイアレーザー光源の中で最高レベルの16Wの出力強度を有する2段アンプ式のレーザー光源です。(現在の国内の同型レーザーの出力は標準的には1~3W程度)。この卓越した出力強度により、レーザー光を複数に分岐することで種々の非線型次数の先進的な多光子コヒーレント分子分光法を自在に駆使した画期的な研究展開が可能となっています。また、ハイパワーレーザーが必要な各種波長変換技術を下支えしています。卓越した出力安定性(実験環境の温度変化に対する安定性を含む)を有していることも本レーザーの重要な特徴の一つで、微弱信号検出や高難度計測の実現・開拓に大きく貢献しています。

高出力MHzフェムト秒レーザー光源

フェムト秒Yb-KGWレーザー (CARBIDE: Light Conversion社製)
(1030nm, 190fs, 最大2MHz, 60 W出力)

本レーザーは、最大で2MHz程度の高繰り返しで60Wという高い出力を誇る世界最高峰のイットリビウムレーザー光源です(現在の国内の同型レーザーの標準的な出力は概ね1~6W程度)。この卓越したの出力強度により、レーザー光を複数に分岐することで種々の非線型次数の先進的な分子分光法を自在に駆使することが可能となっています。特に、1MHz発振において1パルスあたり60μJの強度を有しているため、MHz領域での高度な非線形分光計測が可能となっています。古典的あるいは量子的なプラズモニクス&フォトニクスに立脚したナノスケール&オングストロームスケールの究極的な極微分子計測を非破壊かつ高安定的に実現する事にも重要な貢献があります。産業利用に耐える卓越した出力安定性(実験環境の温度変化に対する優れた安定性を含む)を有していることも重要な特徴の一つで、微弱信号検出や高難度計測の実現・開拓に大きく貢献しています。

極低温・超高真空表面分子分光装置

極低温・超高真空という極限的環境下におけるwell-definedモデル表面状の水分子集合体や物理吸着水素を対象とし、表面科学・分子科学のフロンティアを開拓します。SpitfireAce PAをベースとした世界最高スペックの卓越したフェムト秒レーザーシステムにより、マルチプレックス型の和周波発生(SFG)分光をはじめとするコヒーレント非線形分光法や、赤外・可視吸収分光、テラヘルツ分光法、多次元分光法などを用いた研究が可能です。これらのレーザー分光との同時計測でFT-IRによる幅広い波数領域の振動分光やMCP-LEEDを用いた表面二次元系の構造解析,更には分子の吸着エネルギーを直接評価可能な昇温脱離法も可能です。このように、独自のノウハウを元に『種々の先端計測を自在に駆使』して多角的・先進的な研究展開が可能な世界で唯一の表面分光装置です。従来のアプローチでは観測できなかった表面分子系の観測に挑戦しています。

極低温・超高真空走査プローブ顕微鏡(STM/AFM/NL-SNOM)

極低温・超高真空という極限的環境下におけるwell-definedモデル表面状の水分子集合体や物理吸着水素分子の極微計測により、表面科学・分子科学のフロンティアを開拓します。卓越したMHzパルスレーザーシステムとの融合により、ナノフォトニクスの遥か先を行く『オングストロームスケールの極微フォトニクス』に基づく革新的な分光計測手法の開発にも挑戦しています。

ナノ物性計測in-situ走査型プローブ顕微鏡

ブルカー社の『Dimension icon XR Nano Electrical AFM』をベースとして、特に、電場・磁場の印加や光照射下で動作する各種エレクトロニクス・スピントロニクス・フォトニクス素子等のin-situ観測を得意とする先端的なAFM装置です。所謂タッピングモードやコンタクトモードといった標準的なAFM計測に加え、ピークフォースタッピングモードAFM機能により、試料表面の鮮明な原子分解能像を簡便かつ非破壊的に取得することが可能です。また、探針と試料の間に流れる100fAオーダーの極微少電流の検知も可能であり、導電性が低い材料に対してもI-Vカーブを高感度に測定し、局所導電特性のマッピングが可能です。
それ以外にも、表面電位や電気力、磁気力等のマッピングやSTMモードでの測定機能も備わっています。さらに、湿度やガスの組成といった計測雰囲気の制御や試料の温度制御(-35℃~250℃)が可能であり、独自の密閉型セルを用いることにより大気非曝露下での測定が可能であるなど、様々な環境下で試料表面の計測が可能となっている先進的なAFM装置です。所内外の皆様に幅広くご使用いただける分子研の共同利用機器です(ナノプラットフォームや協力研究の制度を是非ご活用ください)。

ナノ電気化学・生命科学in-situ走査型プローブ顕微鏡

こちらの装置は、上記のAFM装置と対を成すもので、ブルカー社の『Dimension icon XR Nano ElectroChemical AFM』をベースとしています.特に、反応進行中の触媒表面や動作中の電池等の電気化学的固液界面のオペランド観測を可能とする点に大きな特徴がある先端的AFMです(上記のNano Electrical AFMと共通した測定機能も当然ながら複数備えています)。
様々な揮発性溶媒中の試料に対して電気化学条件下で各種AFM測定を行うことや、電気化学条件下で試料を最大60℃まで加熱したり溶液の還流を行いながらAFM測定することも可能です。特殊設計の専用探針を用いることで、溶液中の固体材料・電極触媒・酵素などの試料に対する種々の電気化学特性も局所計測・マッピングすることが可能となっています。所内外の皆様に幅広くご使用いただける分子研の共同利用機器です(ナノプラットフォームや協力研究の制度を是非ご活用ください)。

紛体触媒のオペランド表面分光計測装置(定常光照射)

実反応条件下での触媒表面科学・分子科学を開拓します。準定常的に誘起する触媒反応の効率(反応活性)や選択性を評価し、かつ同時に触媒の状態や表面の反応活性分子・反応中間体・反応生成分子を連続光源(CW光)をベースとして分光検出します。微粒子試料による光触媒反応、光電気化学反応、熱触媒反応などが研究対象となります。現在は酸化物半導体微粒子をターゲットとした水分解光触媒反応やメタン改質光触媒反応についての研究に取り組んでおり、独自の研究ノウハウを元に反応活性の飛躍的向上や反応選択性の制御に資する本質的な知見が続々と得られつつあります。

紛体触媒のオペランド表面分光装置(パルスレーザー光照射)

実反応条件下での触媒表面科学・分子科学を開拓します。フェムト秒レーザーシステムによる時間分解赤外・可視吸収分光法や多次元分光法、コヒーレント非線形振動分光法などを駆使し、触媒反応(電荷・熱キャリア&表面活性種・反応中間体)のダイナミクスや微視的メカニズムを解明します。独自のノウハウで触媒の活性や選択性の評価と同時に先端的な分光計測が可能になっており、反応条件下の触媒微粒子の表面過程に“真に迫る“ことが可能な世界的に数少ない表面分光装置です。反応活性の飛躍的向上や反応選択性の制御に“真に資する“本質的な知見を得る表面分光に挑戦します。