受賞者

平成27年度<風戸賞> 受賞

※研究者の所属等は受賞時点のものです

授賞課題:「原子間力顕微鏡の高分解能化と表面分子化学に関する研究」

バーゼル大学 物理学科 シニアリサーチャー
川井 茂樹

川井茂樹氏は、非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)の高分解能化・高感度化に成功し、原子レベルでのナノ界面構造や分子間相互作用の直接観察に多くの成果をあげ、表面分子化学の進展に貢献しています。

NC-AFMの高性能化に対する川井氏の最も重要な貢献は、カンチレバーのたわみとねじれの両方の共振周波数のシフトを同時に利用するバイモーダル法の開発です。特に、ねじれの共振周波数のシフトは原子スケールの相互作用に対する感度が極めて高く、これにより高精度で信頼性の高い原子分解能NC-AFMが実現しました。
川井氏は、ナノ界面や表面分子化学に関する極めて多くの優れた研究を遂行し、中でも以下に示す世界初となる特筆すべき成果を挙げています。
(1)B原子をドープしたグラフェンナノリボンを生成し、その分子構造の直接観察に成功しました。その結果、B原子は設計通りの位置に安定的にドープされていること、バンドギャップが2.4 eVであること、B原子のサイトに一酸化窒素分子が選択的に吸着することを解明し、NC-AFMによる先駆的成果を得ました。
(2)金の基板表面上に生成したフルオレン高分子鎖のうち、狙った一本の高分子鎖をAFMの探針で基板表面から引き上げてその離脱現象を解明し、基板と高分子鎖との摩擦力などの原子スケールでの機械的特性を明らかにしました。
(3)従来、主として低温走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて導電体表面において行われていた原子マニピュレーションを、初めて室温AFMを用いて絶縁体(NaCl)表面上でBr原子に対して行ないました。
川井氏の研究成果はNature Communicationsなどのハイインパクトな国際誌に掲載され、最近の収差補正電子顕微鏡により得られた成果に勝るとも劣らないレベルにあります。また、世界各地で開催された国際会議の招待講演も大変多く、川井氏のこの分野における国際的評価・認知度が非常に高いことを物語っています。

川井氏の研究成果には、材料科学や生物化学分野における研究の新たな展開を予期させるものがあります。


University of Basel(スイス) Department of Physics

川井 茂樹
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