原田研究室

放射光科学

研究内容紹介

放射光は、非常に強いX線を、希望したエネルギーで、かつ高いエネルギー分解能で安定して取り出すことのできる装置で、物質の電気的、磁気的性質、光学的応答を司る電子状態、振動状態などを、その成因にまでさかのぼって調べることができます。 私たちは世界最高輝度の大型放射光施設 SPring-8(スプリングエイト)において、紫外光とX線の中間に位置する ‘軟X線’ と呼ばれる光を用いて新しい分光法を開拓し、物性研究に応用しています。特に、光散乱の一種である軟X線非弾性散乱分光の将来性に着目し、世界に先駆けて電池などの機能材料の動作中の(オペランド)分光や種々の溶液の分光を手掛けてきました。 その結果、電極材料において従来とは全く異なる電荷授受のメカニズムを見出したり、水のミクロ不均一構造、固液界面に形成される特異な水の状態(下図)など、多くの予期せぬ発見をしています。新しい観測の眼が、新しい常識を作る原動力になります。

メッセージ

光そのものに心惹かれたのが原点。ひとつのことに興味を持つこと、そこから離れていかにスペクトル幅を広げていけるかが研究者に必要な資質だと思います。

物理工学科に在籍していた頃、狩野覚先生の特別講義で「葉っぱが緑色に見えると言っても、その中にはいろんな過程があるんですよ」という話を聞いて、光と物質の相互作用の根幹に関わる研究がしたいと思いました。 私たちが現在研究している軟X 線発光分光は、軟X線という光で見た物質の「色」を調べる手法です。見た目の色と違って、磁気的、電気的性質の起源から不規則な系の構造まで様々な情報を含み、物質を形作る各元素が独特の「色」を発します。この手法は試料を選ばないため、どのような「物質」を測定しても、これまで観測できなかった新しい情報が得られます。例えば水を軟X線で見ると、水素結合の源となる価電子のエネルギー分布がわかります。 2008年に我々が公表した水の2状態モデルを裏付ける論文は世界中で議論になり、水の国際会議で未だに論争が続いています。新しい研究対象を選べば、あっという間にその研究分野の中核に入り込んでしまうのです。

物質系専攻を志す学生へ

ある研究から生まれた様々な興味が新たな視野をひらき、それを橋渡しとして新しい研究分野に飛び込むことができます。自分の興味を知ること、そこからいかに興味のスペクトル幅を広げてゆけるかが研究者に必要な資質であると私は思います。

原田研究室のメンバー

原田 慈久 教授

原田 慈久 教授

1995年
東京大学工学部物理工学科卒業

2000年
東京大学大学院工学系研究科博士課程修了

2000年
理化学研究所播磨研究所基礎科学特別研究員

2003年
理化学研究所播磨研究所連携研究員

2007年
東京大学大学院工学系研究科特任講師

2009年
東京大学大学院工学系研究科特任准教授

2011年
東京大学物性研究所准教授

2018年
東京大学物性研究所教授

学生の声

原田先生は軟X線分光の研究でよく知られており、国内外の研究者との親交を積極的に深めているので、新しいことを始めたいと思えばすぐに人脈がつながって、その道のエキスパートと一緒に仕事をすることができます。

SPring-8に建設した実験装置の利用者からの信頼も厚く、固体物理分野、物理化学分野、最近では高分子、溶液科学、バイオなど、様々な分野の方々が集まってきて、非常に多岐にわたる共同研究が展開されています。海外の方が多い環境なので、英語を試せる機会もとても多いです。

原田研が武器とする軟X線発光分光は、放射光で今もっとも競争の激しい分野の一つですが、世界的な研究成果をあげることができる、「新しく」「熱い」研究分野だと思います。

渡邉 隆甫 さん

物質系専攻を志す学生へ

現在、いくつかの研究室が共同で居室を利用していますが、みんな仲がよく、楽しい雰囲気です。これまでに誰も知らなかった物質の性質を知る喜びは、実際に研究してみないとわかりません。入学試験を頑張って一緒に研究しましょう。

お問い合わせ

〒277-8561 千葉県柏市柏の葉5-1-5

東京大学大学院 新領域創成科学研究科

物質系専攻 原田慈久教授研究室

0791-58-0802-3966[播磨分室]

04-7136-3401[柏キャンパス]