「電子ネマティック液晶の物理」
山瀬 博之 氏

Jul 25, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 電子ネマティック液晶の物理
講 師 : 山瀬 博之 氏
      物質・材料研究機構
日 時 : 令和元年7月25日 (木) 16:30~18:00
場 所 : 北海道大学理学部2号館2-211室
共 催 : 第261回エンレイソウの会
要 旨 :
ネマティック液晶は、系の方向対称性のみが破れた状態として特徴づけられる液晶である。 ところで、電子系においてもそのような対称性の破れた状態が存在し、電子ネマティック液晶と呼ばれている。 関連する電子の自由度に応じて、スピン、電荷、軌道のネマティック状態が理論的に知られている。 近年、この電子ネマティック液晶が、銅酸化物超伝導体、鉄系超伝導体、 ルテニウム酸化物、二次元電子ガス、量子スピン系で実現している可能性が指摘され、 活発な研究が行われている。本講演では、電子ネマティック液晶の物理を概観し、 最前線の研究の一端を紹介したい。
世話人  吉田 紘行
(hyoshida@sci.hokudai.ac.jp)
北海道大学大学院理学研究院物理学部門


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「相分離生物学」
白木 賢太郎 氏

Jul 18, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 相分離生物学
講 師 : 白木 賢太郎 氏
      筑波大学数理物質系
日 時 : 令和元年7月18日 (木) 10:30~12:00
場 所 : 北海道大学工学部アカデミックラウンジ3
共 催 : 第260回エンレイソウの会
要 旨 :
金属−絶縁体転移(MIT)は強相関電子系における最も劇的な現象の一つである。 細胞内にはなぜ高濃度の生体分子があるのだろうか? 何千種類もの化学反応 がある代謝の連続反応がなぜ働いているのか? シグナル伝達とはリン酸化に他 ならないが、リン酸化するとはどういう意味があるのか? さまざまな生物が危 険な疾患を引き起こす可能性のあるプリオンを持っているのはなぜか? 翻訳後 修飾のようなごくわずかな化学構造の変化がどのようにして高次の生命現象につ ながるのだろう? タンパク質は固有の構造を形成して働くというが、高次構造 を形成しないタンパク質は何をしているのだろう? 生物学にはまだ謎が多いが、 このような謎に答えることができる「相分離生物学」という新しい学問分野を紹 介したい。相分離生物学は、状態から見る生物学である。タンパク質や生体高分 子は液-液相分離しやすい性質があり、それが細胞内の機能と結びついて、生物 学的相分離と呼べる状態を作り出しているのである。今回のセミナーでは特に、 細胞内にある物理現象としての生物学的相分離について、討論の時間も少し長め に設けたい。 参考文献:『相分離生物学』白木賢太郎(著)東京化学同人 ISBN-13:978-4807909650
世話人  藤井 修治
(sfujii@eng.hokudai.ac.jp)
北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門


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「擬1次元導体と金属−絶縁体転移」
上田 寛 氏

Jul 08, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 擬1次元導体と金属−絶縁体転移
講 師 : 上田 寛 氏
      東京大学名誉教授
日 時 : 令和元年7月8日 (月) 16:30~18:00
場 所 : 北海道大学理学部5号館5-206室
共 催 : 新物質科学研究会、第259回エンレイソウの会
要 旨 :
金属−絶縁体転移(MIT)は強相関電子系における最も劇的な現象の一つである。 本講演では、豊田理研、物性研での研究から、以下の4つの擬1次元物質をとり あげ、様々なMITを紹介する。 Sr7Re4O19:ReO6八面体が頂点酸素共有で作る結合ジグザグ鎖からなる擬1次元 導体で、スピンシングレット形成を伴ったMIT(パイエルス転移?)を示す。 K2Cr8O16:CrO6八面体が稜共有で作るジグザグ鎖4本よりなるトンネル構造を持 ち、強磁性を維持したままMITを示す。混合原子価であるが絶縁体相で電荷分離 ・電荷秩序はなく、その特異なMIT機構についても触れる。 BaFe2S3:FeS4四面体よりなる2本足梯子物質で、反強磁性絶縁体であるが、加 圧により金属に転移し、同時に超伝導(TC=24K)を示す。 β-A0.33V2O5 (A=Li, Na, Ag, Ca, Sr):VO6, VO5多面体よりなる擬1次元構造 をもち、電荷秩序を伴ったMITを示す。A=Li, Na, Ag物質では加圧によりMITは抑 えられ、超伝導を示す。一方、A=Ca, Sr物質では様々な電荷密度波周期をもった 絶縁体相が現われる。
世話人  吉田 紘行
(hyoshida@sci.hokudai.ac.jp)
北海道大学大学院理学研究院物理学部門


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「化合物半導体によるメカニカル共振器構造」
山口 浩司 氏

Jun 19, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 化合物半導体によるメカニカル共振器構造
講 師 : 山口 浩司 氏
      NTT物性科学基礎研究所 / 東北大学 理学研究科
日 時 : 令和元年6月19日 (水) 16:30~18:00
場 所 : 北海道大学工学部物理工学系大会議室 (A1-17)
共 催 : 応用物理学部門学術講演会、応用物理学会北海道支部講演会、第258回エンレイソウの会
要 旨 :
昨今、メカニカル共振器に関する基礎研究が活性化している。メカニカル共振器は タイミングデバイスや高感度センサーなどオンチップで集積可能な低損失素子として 実用化されているが、そこに非線形性や光・スピンなどの新たな自由度を導入するこ とにより、多機能の信号処理技術やこれまでとは異なる原理に基づいたセンサー、さ らには量子情報処理技術への応用などが期待されている。 化合物半導体を用いたメ カニカル共振器は、MBEやMOCVDなどの高純度結晶成長法によって成長した単結晶ヘテ ロ構造から作製され、安定した機械振動特性や圧電特性を活用した電気機械的機能、 さらには光やスピンとの相互作用を用いた光/スピン機械的機能などの優れた特徴を 有する[1]。本講演ではGaAs/AlGaAsヘテロ構造を用いて作製したメカニカル共振器に 関して、これまで我々が進めてきた研究の概要と最近の話題[2-4]について、時間の 許す範囲で紹介する。 [1] H. Yamaguchi, ";GaAs-based micro/nanomechanical resonators" Semicond. Sci. Technol. 32, 103003 (2017) [2] R. Ohta, et al., ";Dynamic control of the coupling between dark and bright excitons with vibrational strain" Phys. Rev. Lett. 120, 267401 (2018) [3] Y. Okazaki, et al., "Dynamical coupling between a nuclear spin ensemble and electromechanical phonons" Nat. Commun. 9, 2993 (2018) [4] M. Kurosu, et al., "On-chip temporal focusing of elastic waves in a phononic crystal waveguide" Nat. Commun. 9, 1331 (2018)
世話人  友田 基信
(mtomoda@eng.hokudai.ac.jp)
北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門


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「固体および液体酸素の超強磁場誘起相転移」
野村 肇宏 氏

Jun 14, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 固体および液体酸素の超強磁場誘起相転移
講 師 : 野村 肇宏 氏
      東京大学物性研究所
日 時 : 令和元年6月14日 (金) 16:30~17:30
場 所 : 北海道大学理学部2号館211室
共 催 : 物理コロキウム、第257回エンレイソウの会
要 旨 :
酸素は等核二原子分子でありながらスピン量子数S=1が基底状態となる、特異な 分子磁石である。固体酸素は単原子固体で唯一の反強磁性絶縁体であり、その磁 性は古くから研究者たちの興味を集めた。ファンデルワールス力と反強磁性交換 相互作用の拮抗から、固体および液体酸素の結晶構造(局所構造)は磁気的基底 状態に強く依存する。 ”外部磁場によって磁気構造を制御した際に結晶構造がどう変化するか”という 問題は一見古典的だが、超強磁場を必要とすることから最近まで実験的検証は無 かった。 我々は一巻きコイル法を用いた100-200 T領域の物性測定によって固体酸素の磁 場誘起相を発見し、その相図を明らかにすることに成功した[1,2]。 また液体酸素においても同様の液体-液体相転移の存在を示唆する結果を得た。 本コロキウムでは、酸素の強磁場研究の歴史を振り返り、今後の展開について議 論する。 [1] T. Nomura, Y. H. Matsuda, S. Takeyama, A. Matsuo, K. Kindo, J. L. Her, T. C. Kobayashi, Phys. Rev. Lett. 112, 247201 (2014). [2] T. Nomura, Y. H. Matsuda, T. C. Kobayashi, Phys. Rev. B 96, 054439 (2017).
世話人  柳澤 達也
(tatsuya@phys.sci.hokudai.ac.jp)
北海道大学大学院理学研究院物理学部門


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「Nanoparticles in the ionosphere of Earth and other solar system objects」
Prof. Ingrid Mann

Jun 05, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: Nanoparticles in the ionosphere of Earth and other solar system objects
講 師 : Prof. Ingrid Mann
      UiT the Arctic University of Norway, Tromso, Norway
日 時 : 令和元年6月5日 (水) 16:30~18:00
場 所 : 北海道大学理学部 8号館 2階 コスモスタジオ
共 催 : 宇宙理学セミナー
要 旨 :
The upper atmosphere at the transition to space contains small nanometer-sized dust particles. The particles originate from the entry of the cosmic dust into the atmosphere, a process where a large fraction of material evaporates and then re-condenses; at low temperature water ice condenses on the dust. These dust/ice particles are often electrically charged and interact with the other charged components of the atmosphere that at this altitude is partially ionized. Through its charge the dust also plays a role in atmospheric chemistry. The dust particles can be observed with rocket measurements, optically and with radar. Charged nanodust, below the size that is observed optically leads to the formation of strong radar echoes (PMSE, for Polar Mesospheric Summer Echoes). The dust is carried in the surrounding neutral atmosphere which is governed by solar radiative forcing from above and from below by atmospheric waves, notably gravity, tidal, and planetary waves. They shape the observed PMSE wavy structures. PMSE are observed independent from weather conditions, which makes them a good target for long-term studies. Advanced observations will be possible with the multi-static phased array radar EISCAT_3D that is at present under construction in Norther Europe (cf. McCrea et al. 2015). At the same time, the ionosphere can be considered a dusty plasma where the dust participates and gives rise to plasma collective effects. The presence of charged dust influences the charge balance. In many cases, the dust component is inferred from reduced electron abundance. This is observed from sounding rockets and at other solar system objects with Langmuir probes from spacecraft. A key issue for understanding observational data are the interactions and charging rates and for nanodust particles (Mann et al. 2014) those are different from larger particles. McCrea, I., et al. (2015) Prog. Earth Planet. Sci. 2, 21, doi:10.1186/s40645-015-0051-8. Mann, I., Meyer?Vernet, N., Czechowski, A. (2014) Physics Reports 536, 1-39.
世話人  倉本 圭
(keikei@ep.sci.hokudai.ac.jp)
北海道大学大学院理学研究院地球惑星科学部門


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「半導体表面上の原子層超伝導体 −超伝導が表面科学と出会うとき−」
内橋 隆 氏

Mar 26, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 半導体表面上の原子層超伝導体 −超伝導が表面科学と出会うとき−
講 師 : 内橋 隆 氏
      物質・材料研究機構 表面量子相物質グループ グループリーダー
日 時 : 平成31年3月26日 (火) 15:00~16:00
場 所 : 北海道大学理学部2号館211室
共 催 : 物理コロキウム、第256回エンレイソウの会
要 旨 :
近年、原子スケールの厚さしかないにもかかわらず高い結晶性を有する理想的な 二次元超伝導体の研究が、世界中で急速に進展している[1]。とりわけ、半導体 表面上の金属原子層において発見された超伝導に対しては、表面科学的手法を駆 使した新たな研究の展開が可能となる [2]。 このような系では、電子状態は基板や吸着分子からの電荷移動やスピンなどの影 響を強くうけることが予想される。 また、固体表面では必然的に空間反転対称性が破れることから、スピン軌道相互 作用によるラシュバ効果が超伝導物性に影響を及ぼすことが期待される。 われわれのグループでは、超高真空・極低温・強磁場の多元極限環境における電 子輸送測定と、走査トンネル顕微鏡や角度分解光電子分光などの表面敏感な計測 手法を組み合わせた研究を行ってきており[3,4]、本講演では最近の成果を含め て紹介したい。 [1] T. Uchihashi, Supercond. Sci. Technol. 30, 013002 (2017) [highlight in 2017]. [2] T. Uchihashi et al., Phys. Rev. Lett. 107, 207001 (2011) [Editors’ Suggestion and featured in Physics]. [3] S. Yoshizawa, TU et al., Phys. Rev. Lett. 113, 247004 (2014) [Editors’ Suggestion and featured in Physics]. [4] S. Yoshizawa, TU et al., Nano Lett. 17, 2287 (2017).

世話人  松永 悟明
(mat@phys.sci.hokudai.ac.jp)
北海道大学大学院理学研究院物理学部門


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「化学の知見を活用した超伝導物質開発」
野原 実 氏

Jan 31, 2019


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 化学の知見を活用した超伝導物質開発
講 師 : 野原 実 氏
      岡山大学異分野基礎科学研究所
日 時 : 平成31年1月31日 (木) 15:00~16:00
場 所 : 北海道大学理学部5号館2-305室
共 催 : 物理コロキウム、第255回エンレイソウの会
要 旨 :
1981年のノーベル化学賞は、フロンティア軌道理論の福井謙一と、 化学反応におけるウッドワード・ホフマン則を明らかにした ロアルド・ホフマンに授与された。固体物理とは一見無関係だが、 ホフマンは “How Chemistry and Physics Meet in Solid State” などの論文で、バンドフィリングによる化学結合の形成・切断制御や、 正構造と逆構造の積層による電荷移動など、超伝導物質の設計に 使えそうな様々なアイデアを提唱している。本コロキウムでは、 私たちの研究チームが開発した112型鉄系超伝導体CaFeAs2や 白金系超伝導体SrPt2As2などを例にして、ホフマンの化学を活用した 超伝導体の物質設計について議論する。

世話人  網塚 浩
(amiami@phys.sci.hokudai.ac.jp)
北海道大学大学院理学研究院物理学部門


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