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物質・デバイス領域共同研究拠点

物質創製開発研究領域【東北大学多元物質科学研究所】

部門別教員及び主要研究課題 (2019年12月23日現在)

分 野 名
教 員 名
主要研究課題
教 授
准教授
講 師
助 教










生命機能分子合成化学 永次 史 鬼塚 和光    岡村 秀紀
松本 高利
1. 核酸高次構造選択的にアルキル化する中分子の開発
2. 核酸結合蛋白質に対する新規架橋反応の開発
3. 自己活性型架橋反応性核酸を含む核酸医薬の開発
4. 核酸を標的とした擬ロタキサン形成技術の開発
生命機能制御物質化学 和田 健彦 荒木 保幸   西嶋 政樹 1. 外部刺激応答型人工核酸の開発
2. ガン細胞選択的核酸医薬創製を目指した細胞内環境応答性人工核酸の開発
3. 人工坑体など生体高分子を不斉反応場とする超分子不斉反応系の構築
4. 生体分子構造機能解析のための高感度・高時間分解能円二色性(CD)装置開発
5. 分割型蛍光タンパク質を用いた細胞内検出システムの構築
ナノ機能物性化学 組頭 広志   吉松 公平   1. 酸化物ナノ構造の機能設計・制御
2. 酸化物超構造の機能物性の開拓と新規デバイスの開発
3. 表面・界面における電子・スピン・軌道の可視化
4. 放射光電子分光装置の開発
生体分子構造 稲葉 謙次 門倉 広   渡部 聡
天貝 佑太
1. 細胞におけるタンパク質品質管理機構の分子構造基盤の確立
2. 細胞内レドックスネットワークの網羅的解析と新規機能同定
3. 小胞体におけるカルシウム恒常性維持機構の構造生物学的研究
細胞機能分子化学 水上 進 松井 敏高   小和田 俊行
岡本 泰典
1. バイオイメージングプローブの開発
2. 生体分子機能の光操作技術の開発
3. 金属タンパク質の作用機構解明
生物分子機能計測 (兼)高橋 聡       1. 生体分子の運動の1分子レベルでの計測
2. 光学顕微鏡を基本とした新世代ナノ計測システムの開発
3. カーボンナノチューブなどの新素材の生体分子計測への応用
生命分子ダイナミクス 高橋 聡 鎌形 清人   小井川 浩之 1. タンパク質のフォールディング現象や、がん抑制タンパク質p53の機能の理解を目指した生命科学研究
2. タンパク質ダイナミクスを観察するための新しい一分子蛍光分光法や一分子蛍光顕微法の開発
3. タンパク質をデザインするための新規方法の開発







計算材料熱力学 大谷 博司     榎木 勝徳
柳玉恒
1. 電子論計算を応用した合金系の熱力学物性値の計算と実験的検証
2. 平衡状態図を利用した材料設計基盤技術の確立
3. 第一原理計算による合金系融体の熱力学物性の理論計算
4. 結晶中の不均一構造に関する熱力学的検討
放射光可視化情報計測 高橋 幸生 篠田 弘造 石黒 志 1.X線光学技術を駆使した次世代コヒーレント回折イメージング法の開拓
2.タイコグラフィーX線吸収微細構造法の開発と機能性材料の構造-機能相関解析への展開
3.マルチスライスX線タイコグラフィによる電子デバイスの三次元ナノ構造可視化
4.情報科学的手法を活用した新規位相回復アルゴリズムの開発
5.X線自由電子レーザーを駆使したシングルショットX線イメージング法の開発と応用
スピン量子物性 佐藤 卓     奥山 大輔
那波 和宏
1. 遍歴電子系、特に鉄系超伝導体における反強磁性と超伝導の研究
2. 低次元フラストレート量子スピン系における巨視的量子現象の研究
3. スカーミオン等のトポロジカルスピンテクスチャーのなすスローダイナミクス研究
4. 新型中性子非弾性散乱分光法の開発
5. 中性子非弾性散乱スペクトル解析法の開発
ナノスケール
磁気デバイス
北上 修 岡本 聡   菊池 伸明 1. 高磁気異方性合金ナノ粒子の開発
2. 磁性ナノ粒子系の異方性及び磁化反転機構の研究
3. ナノスケール微細ドット配列のメモリー機構の研究
4. 超薄膜磁性体の表面磁気効果の研究
ハイブリッドナノシステム 蟹江 澄志 1. 自己組織性有機-無機ハイブリッドナノ粒子材料の開発
2. 機能性無機ナノ粒子のサイズ形態制御液相合成
3. 塗布型機能性無機ナノインクの開発
4. 半導体量子ドット系機能材料の開発
5. 外場応答性人工リン脂質の設計・合成と生体材料への適用
固体表面物性 虻川 匡司 1. 新しい表面構造解析法の開発
2. 表面構造・反応ダイナミクスの研究
3. 2次元原子層物質の成長と物性研究
4. 3次元マイクロ/ナノ構造の表面の研究













超臨界ナノ工学 阿尻 雅文 笘居 高明     1. ハイブリッドナノ粒子の創製プロセス
2. ハイブリッドナノ粒子系の熱力学(超構造形成・相挙動制御)
3. 超ハイブリッド材料創製(ポリマー/無機物+ハイブリッドナノ粒子)
4. 革新的ナノ触媒創製
5. 化学蓄熱プロセスの開発(低温改質,低温排熱回収)
光物質科学 佐藤 俊一 小澤 祐市 上杉 祐貴 1. 高強度光の場における物質変換プロセス・ナノ粒子作製
2. 偏光分布を制御したレーザー光源の開発と新分野への応用技術開発
3. ベクトルビームを用いた高精度微細レーザー加工
4. ベクトルビームを用いたナノイメージング
5. 光を用いた電子ビーム制御法の基礎研究
固体イオニクス・
デバイス
雨澤 浩史 中村 崇司
木村 勇太
1. 固体酸化物燃料電池/高温水蒸気電解/各種化学センサの材料と要素技術の開発
2. イオン機能材料の機械的・熱的・電気化学的安定性のデザインと評価
3. 固体酸化物(バルク、界面)のイオン、電子の化学平衡と輸送現象に関する基礎研究
4. 固体電解質系の電極反応論の構築
5. 固体酸化物形燃料電池の機械的信頼性評価法の研究および長期安定性
環境適合素材プロセス 埜上 洋     丸岡 伸洋
夏井 俊悟
1. 素材製造プロセスの多相反応シミュレータ開発
2. 新規エネルギー変換・貯蔵・回収プロセスの開発
3. 反応・伝熱高効率化のための境膜制御技術開発
4. 材料プロセス中の分散相の物理・化学的挙動の解明
5. データ解析に基づく高温分散相の流動現象の定量評価
材料分離プロセス 柴田 浩幸 助永 壮平 川西 咲子 1. 溶融珪酸塩中の高温熱物性と構造
2. 溶融珪酸塩/固体金属間の界面現象
3. 次世代材料シリコンカーバイドの溶液成長
4. 製鋼スラグの資源化に関する研究
5. マグネシウム合金燃料電池の開発とリサイクル





電子分子動力学 上田 潔 奥西 みさき
福澤 宏宣
1. 最も簡単な量子反応-光イオン化-の完全実験とコヒーレント制御
2. 内殻励起分子の電子緩和とイオン性解離のフェムト秒立体ダイナミクス
3. レーザー励起再散乱電子を用いた高速分子イメージングと反応顕微
4. X線自由電子レーザーを用いた高速分子イメージングと反応顕微
5. 分子イメージングと反応顕微のための荷電粒子分光法・同時計測法の開発
量子電子科学 高橋 正彦 渡邉 昇 鬼塚 侑樹 1. 配向分子の電子運動量分光の開発による分子軌道イメージングと電子状態研究への応用
2. 多次元同時計測法の開発による電子・分子衝突の立体ダイナミクス
3. 時間分解電子運動量分光の開発による物質内電子移動の可視化
量子ビーム計測 百生 敦 矢代 航 呉 彦霖 1. X線光学とX線イメージングに係る基盤的研究
2. X線位相イメージング法の開発とその応用研究(医用画像診断、非破壊検査など)
3. 位相敏感X線顕微法の開発
4. 中性子位相イメージング法の開発
5. X線・中性子光学素子の開発・評価
構造材料物性 木村 宏之 坂倉 輝俊
山本 孟
1. 中性子4軸回折装置とその応用法の開発(JAEA 東海3号炉JRR-3M:T2-2 FONDER)
2. 多重極限下(高圧,極低温,高磁場,高電場)におけるX線・中性子散乱手法の開発
3. 強誘電体、磁性体およびマルチフェロイック物質の構造と物性研究
4. 水素結合系誘電体物質の電子密度分布と核密度分布
5. 酸化物・有機物などの様々な電気伝導体の構造相転移の研究
ナノ・マイクロ
計測化学
火原 彰秀 大庭 裕範 福山 真央
モット デリック マイケル
1. ナノ・マイクロ流体デバイスを用いる簡易・自動化学分析
2. 界面化学に基づく液膜型分離・濃縮法
3. 顕微イメージング法およびマイクロ空間検出法
4. 高出力パルスESRによる生体分子の構造と機能の相関
高分子物理化学 陣内 浩司       1. 高分子多成分系の相転移・相分離挙動の解明
2. 電子線トモグラフィー法を用いたソフトマテリアルの3次元構造解析
3. ソフトマテリアル用先端電子顕微鏡法の開発
4. ソフトマテリアルの3次元動的観察法の開発
表面物理プロセス 高桑 雄二 小川 修一 1. リアルタイム光電子分光による固体表面化学結合状態と電子状態の解析
2. RHEED-AES 法による表面動的過程の研究
3. 電子回折による3D逆空間マップ測定と表面構造解析
4. ナノ炭素材料合成とカーボンエレクトロニクスへの展開
5. 光電子分光顕微鏡法を用いた表面動的過程のイメージング
量子光エレクトロニクス 秩父 重英 小島 一信 嶋 紘平 1. 環境に優しい(AlInGa)N および(MgZn)O 系ワイドバンドギャップ半導体微小共振器を用いた、励起子と光の相互作用に基づく新しいコヒーレント光源の研究
2. フェムト秒レーザおよびフェムト秒パルス電子線を用いた(AlInGa)N および(MgZn)O系ワイドバンドギャップ半導体量子ナノ構造の時間空間分解スペクトロスコピー













高温材料物理化学 福山 博之 大塚 誠 安達 正芳 1. 窒化物系半導体の熱力学的研究と新しい結晶成長法の開発
2. 静磁場と電磁浮遊法を組み合わせた金属融体の新しい熱物性測定法の開発
3. 高温化学反応場における素材プロセシングの開発
4. 無容器法を用いた新素材のプロセス開発超耐熱合金の高温物性と機能制御
基盤素材プロセッシング 北村 信也 植田 滋 高 旭 1. 環境調和型精錬プロセスの構築に向けた基盤研究
2. 製錬副産物からの有価金属の分離回収
3. 反応界面積の極大化による超高速精錬プロセスの追求
4. 鉄鋼中の介在物無害化技術
機能性粉体プロセス 加納 純也 石原 真吾 1. メカノケミカル法を活用した水素エネルギープロセスの創成
2. 都市鉱山からの金属資源の回収プロセスの構築
3. 粉粒体シミュレーション法の創成
4. コンピュータシミュレーションによる粉体プロセスの高効率化と設計
エネルギー資源プロセス 桐島 陽 秋山 大輔 1. アクチノイド化合物の固体および溶液化学の研究
2. 原子力施設廃止措置の基盤を支える放射化学研究
3. 放射性廃棄物の合理的な処理・処分システムに関する研究
4. 水素を副生する硫黄固定化プロセスの開発
5. レアメタル鉱石の処理プロセスの開発研究
6. 素材プロセスにおける放射能評価に関する研究
エネルギー
デバイス化学
本間 格 小林 弘明
岩瀬 和至
1. 高容量型リチウム電池の材料研究
2. グラフェンを用いたスーパーキャパシタの研究
3. 超臨界プロセスを用いた電池材料の低コスト量産化技術の研究
4. ウェアラブルデバイス用のフレキシブル電池の研究
5. マグネシウム2次電池材料の研究
金属資源循環システム 柴田 悦郎 飯塚 淳 1. 新鉱物資源の製錬プロセスの開発
2. ショット状アノードを用いた新規銅電解精製法に関する研究
3. スコロダイト合成による砒素の安定固定化に関する研究
4. 量子化学計算支援による難処理鉱物用の新規浮選剤の開発
5. 銅溶錬における不純物問題に関する研究
6. バイオマス由来の吸着還元材を用いた水中の貴金属回収に関する研究
7. コンクリート廃棄物の再資源化プロセスの開発
8. バイポーラ膜電気透析法を利用した水処理に関する研究
9. 高電圧パルス破砕による高効率物理選別技術に関する研究
10. 高電圧パルスによる燃料デブリの破砕に関する基礎的検討
ハイブリッドナノ粒子
プロセス
村松 淳司 水上 雅史 真木 祥千子 藪下 瑞帆
粕谷 素洋
1. 有機-無機ハイブリッドナノ粒子の合成
2. 透明導電性酸化物ナノ粒子のサイズ形態制御とナノインク化
3. 半導体量子ドットの複合化と機能性材料への応用
4. 高耐候性磁性ナノ粒子の創製
5. 高濃度系コロイド界面科学の学理
原子空間制御プロセス 小俣 孝久 佃 諭志
鈴木 一誓
1. ナローギャップ酸化物半導体の創製と物性に関する基礎的研究
2. 非水溶液法によるII-VIおよびIII-V化合物半導体のコロイダル量子ドット(ナノ粒子)の合成と蛍光体,太陽電池への応用
3. 中温作動型燃料電池の電解質,電極材料の開発
4. イオン交換・イオン置換による新材料の創製
5. 量子ビームを用いた有機・無期ハイブリッドナノ構造体誘起と機能制御









放射光ナノ構造可視化 高田 昌樹 江島 丈雄
山本 達
羽多野 忠 1. 次世代放射光施設の推進
2. 広視野・高分解能軟X線顕微鏡の開発および生体試料への応用
3. レーザープラズマ軟X線光源・2次元検出器等要素技術の開発
4. 曲面鏡全面で反射波長帯域を制御する膜厚制御多層膜形成法開発
5. 軟X線オペラント計測を用いた表面界面における化学反応の解明
電子回折・分光計測 寺内 正己 佐藤 庸平   森川 大輔 1. 超高分解能EELSを用いた機能性ナノ粒子の電子状態の研究
2. 顕微軟X線発光分光装置による機能性アモルファス材料の研究
3. 収束電子回折法による構造相転移および結晶格子歪み解析法の研究
電子線干渉計測   赤瀬 善太郎   1. 電子線ホログラフィーによるナノスケール電磁場計測の高精度化
2. 電磁場制御と伝導性評価のための電顕内探針操作技術の開発
3. 電場解析による帯電・電子放出機構の解明
4. 先端ハード・ソフト磁性材料のナノスケール磁区構造解析
5. 高温超伝導体、強相関電子系新物質の磁束イメージング
走査プローブ計測技術 米田 忠弘 高岡 毅 道祖尾 恭之 1. 分子線と赤外反射分光装置を組み合わせた表面反応解析装置の開発と、それを利用した衝突誘起表面化学の研究
2. シリコン表面の炭化、窒化、酸化膜形成機構の研究
3. 気相成長法で作成したダイヤモンド表面の構造と窒化反応機構の研究

















高分子ハイブリッド
ナノ材料
三ツ石 方也 山本 俊介
朱 慧娥
1. 高分子ナノシートをテンプレートとした配列集積技術開発
2. 高分子ハイブリッドナノ構造を利用した光電子機能発現
3. ナノ接着、ナノ界面の自在構築および特性解明
4. 高分子ハイブリッドナノ材料の開発
有機ハイブリッド
ナノ結晶材料
及川 英俊     小野寺 恒信 1. 有機・高分子ナノ結晶のサイズ・形態制御と光学特性評価
2. 有機―金属ハイブリッドナノ結晶の新規作製法の開発と物性評価
3. ナノ結晶・粒子のカプセル化とその位置・配列制御,物性・機能評価
4. 遠赤外振動分光法による有機ナノ結晶の格子構造解析
5. 可溶性共役高分子の溶液物性とナノ粒子化
ハイブリッド
炭素ナノ材料
京谷 隆 西原 洋知   山本 雅納
我部 篤
野村 啓太
1. 単層グラフェンから成る多孔体の調整と応用
2. 柔軟に変形する多孔体を利用した新機能の創出
3. 有機結晶の規則構造を維持した金属含有炭素化物の調整と電極触媒への展開
4. 炭素材料のエッジ構造の解析と、種々の用途における特性・性能・耐久性への影響検討
ハイブリッド材料創製 芥川 智行     星野 哲久
武田 貴志
1. 分子性材料の薄膜化
2. 点接触イメージングAFMによる分子集合体ナノ構造の物性評価
3. 分子性材料の低温誘電物性評価
4. 分子性材料の低温伝導物性の評価
光機能材料化学 中川 勝 中村 貴宏 伊東 駿也 1. 光ナノインプリントリソグラフィに資する材料とプロセス
材料:密着分子層、離型促進分子層、レジスト材料、フォトポリマー、犠牲層、モールド
プロセス:電子線リソグラフィ、レーザー光リソグラフィ、レーザー加工孔版印刷、蛍光モアレアライメント、異方性ドライエッチング
2. ウエットエッチングによる金属のナノ・マイクロ構造の形成に係わる材料とプロセス
3. 一桁ナノを目指した極限ナノ造形・構造物性
4. レーザー加工プロセス
5. 高強度有機無機ハイブリッド材料
有機・バイオナノ材料 笠井 均 有田 稔彦
小関 良卓
ダオ ティ ゴック アン
鈴木 龍樹
1. サイズ制御された有機ナノ粒子の作製
2. 新たなデザインが施された抗癌性ナノ薬剤の創製とその薬理効果
3. ナノ点眼薬の創製とその薬理効果
4. バイオプロセスを巧みに活かした薬効化合物の合成
5. DDSを志向した貴金属を組み込んだハイブリッドナノ粒子の創製
6. 表面機能化フィラーによる高分子材料の性能向上
7. 有機ナノ粒子を担持・放出する材料の開発














無機固体材料合成 山根 久典 山田 高広
志村 玲子
高橋 純一 1. 多元系セラミックスの新規物質探索と構造解析および結晶化学的研究
2. 多元系セラミックス蛍光体の探索と新規合成プロセスの開拓
3. 活性金属を利用した非酸化物系セラミックス合成プロセスの開発
4. Naフラックス法によるSiCセラミックスおよび金属間化合物の低温合成
5. ジントル化合物系熱電材料の合成と評価
金属機能設計 亀岡 聡 藤田 伸尚 1. 準結晶の創製とその構造および物性
2. 準結晶の構造安定化機構に対する第一原理計算
3. 準結晶強化Mg 合金の開発
4. 準結晶を用いた新規触媒の開発および準結晶の表面科学
5. 合金および複合酸化物の微細組織制御による触媒設計
6. 金属の電子構造に基づく触媒機能制御
環境無機材料化学 殷 シュウ 朝倉 裕介
長谷川 拓哉
1. ソルボサーマル反応によるセラミックスのパノスコピック形態制御による機能性の高度発現
2. 可視光応答性光触媒の創製と環境調和機能
3. セラミックスの酸素ストレージ機能および革新的自動車排ガス浄化触媒の創製
4. 非酸化物のナノ構造制御と機能性創製
5. 無機系紫外線遮蔽材・近赤外線遮蔽材の開発
6. 無機系バイオイメージング材料の創製
7. 希土類含有環境材料の創製
無機材料創製プロセス 垣花 眞人 加藤 英樹 熊谷 啓 1. 人工光合成を指向した半導体光触媒の開発
2. 固体酸塩基触媒の開発
3. 無機材料の高機能化および形態制御を可能にする合成法の開拓
4. 物質変換反応に向けた光電気化学系の開発






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