Research/研究

1ナノメートル（1メートルの10億分の1）という極小の「すき間」に潜む、未知の物理現象に挑む研究です。独自開発の超音波技術（抵抗スペクトロスコピー）を駆使し、金属ナノ粒子が絶妙な距離感で並ぶ「ナノギャップ構造」を精度高く創出することに成功しました。この特殊な構造を利用することで、従来センサの限界を遥かに超える超高感度な水素ガスセンサや、分子の大きさを識別するバイオセンサの開発を進めています。

材料を傷つけることなく、その内部の「剛さ（弾性）」や「傷」、「相変態の兆候」を知る手段―――それが超音波です。目に見えない材料内部の変形や結晶構造の変化を、超音波の響き（共鳴スペクトル）から読み解く研究です。共鳴超音波スペクトロスコピーを基盤として、極低温・高温での極限物性や時間とともに成長する材料の物性変化を、材料に音（振動）を響かせてその固有振動数を解析することで、定量化します。先端電子デバイスで使われる酸化物から異方性を持つナノ材料まで、材料の真の姿を「音」で解明しています。

ガラスのようなアモルファス（非晶質）材料の内部では、原子がどのように動いているのかを直接見ることができません。当研究室では、原子で構成されるガラスのモデルとして「コロイド粒子」を原子モデルとしたコロイドガラスを用いて、共焦点レーザー顕微鏡と高周波技術を組み合わせた独自の高速観察システムによって、粒子ひとつひとつのダイナミクスをリアルタイムで追跡しています。フレームレートの壁を超えてコロイドガラスの運動を可視化することで、これまで謎に包まれていたガラスの音響物性などの本質を解き明かしています。