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研究室概要
研究 ―Mission―
ナノスケールの時空間を舞台とする様々な現象を計算機を駆使して理論的に解明します。メンバーは量子力学と統計力学の堅固な基礎を背景に未知のナノ現象に取り組むと共に、新しい手法の開発も積極的に行います。
学際性 ―Interdisciplinarity―
ナノサイエンスは従来の自然科学の諸分野が交差する地点に一大大陸を形成し、そのフロンティアは勢いよく拡大しています。計算ナノ科学では、物性科学、分子科学、非平衡科学が交わる学問領域を主にその射程としています。
当研究室には2つの研究グループがあります。
小田グループ
表面ナノ構造と磁性
図は物質のナノスケールの模式図を表したもので、物質表面(ナノ磁気メモリ)とその原子構造や磁気構造を調べるための磁気的な針を表しています。球は原子を表し、矢印は原子の磁気モーメント(磁化)を表します。
電子は、質量、電荷の他にスピンをもっています。このスピンとは電子の自転による、角運動量の次元をもつ物理量で、物質の磁気的な性質(磁性)の起源の1つとして重要です。原子が数個集まった小さなスケールになると原子に束縛されている電子の一つ一つの量子状態が重要となります。このようなとき、磁気的な作用も考慮に入れて考える必要があります。また積極的に、磁気をもつ物質を積極的に用いることで、メモリなどの記憶媒体や、情報を伝達する担体(キャリア)としても重要となります。研究室では物質の量子性を中核に置き、物性研究を理論や計算機を用いて研究しています。次世代のエレクトロニクスであるスピントロニクスに関連して、ナノ構造体の磁気的性質も中心的研究対象です。
佐藤グループ
結晶成長・結晶表面上のステップパターン
平坦と思える結晶表面にもステップと呼ばれる原子レベルの高さの差が見られます。直線的なステップが階段上に並んでいる面(微斜面)では、成長、融解など様々な条件のもとで、ステップが結晶表面にいろいろなパターンを描きます。
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