◎当研究室でできること

◆テラヘルツ帯赤外・ラマン分光による不規則構造系の普遍的ダイナミクスの研究

◆タンパク質や高分子ガラスにおけるテラヘルツ帯ダイナミクスに関するデータ科学を用いたアプローチの開拓

◆テラヘルツ分光による物性研究全般

◆テラヘルツ時間領域分光の新規光学系の開発

具体的内容や進路に関する質問・相談は、mori_at_ims.tsukuba.ac.jpまで気軽にご連絡下さい。

◇近年、急速に進展しているテラヘルツ帯分光技術および計算科学を用いて、ガラスの物理の未解決問題の解明と応用に向けて、精力的に取り組んでいます。国内外の多くの共同研究者と共に、科学の進展にトライしてみませんか？

テラヘルツ帯の様々な素励起の研究

テラヘルツ光とは、周波数が10の12乗の振動数を持つ、波長が約0.3mm程度の光（電磁波）のことです。私たちの身近な光（電磁波）の例としては、毎日の生活に欠かせない携帯電話（スマートフォン）に用いられる電磁波の波長は約40cm程度、一方、可視光は緑色の波長であれば約500nm程度です。テラヘルツ光は、それらの光の中間の振動数を持つ電磁波であり、2000年頃までは「電磁波の未開拓領域」や「テラギャップ」と呼ばれていましたが、近年の目覚ましい研究進展により、基礎・応用の両面からテラヘルツ光の研究および利用が盛んになっています。
　本研究室では、物質のテラヘルツ帯応答を、主にテラヘルツ時間領域分光法とテラヘルツ帯ラマン散乱法を用いて調べることで、テラヘルツ帯に存在する様々な重要な素励起に関する研究を行っています。

テラヘルツ帯分光によるガラスの普遍的励起の研究

当研究室は、昨年、ガラスの普遍的励起かつガラスの物理の未解決問題である「ボゾンピーク」をテラヘルツ時間領域分光で検出できることを世界に先駆けて実証しました（論文、プレスリリース、ポスター））。そして現在は、その起源解明に向けて国内外の実験・理論研究者と共に大きく研究展開を行っています。
　研究対象としては、無機ガラスに関しては、シリカガラスなどの基礎的に重要なガラス材料から、先端機能性ガラス材料まで、大学・研究機関・企業との多くの共同研究を開始しています。
　一方、有機ガラス材料のボゾンピーク研究も、アルコールガラスやタンパク質に始まり高機能性ポリマーガラス材料まで、その基礎物性評価および応用展開を目指して、精力的に研究を行っています。
　また、その成果に基づき、ガラスに対するテラヘルツ光の新たな利用提案も行っていきます。

テラヘルツ帯赤外・ラマン分光を用いた相補的な分光手法による物性研究

当研究室では、高精度のテラヘルツ帯赤外・ラマン分光を主軸とし、様々な帯域の分光を物質に対して行うことで、研究対象の未解明の物性を明らかにしていきます。
　主軸の装置は、「テラヘルツ時間領域分光装置」という手法で、これは発生したテラヘルツパルス波の電場の時間波形を記録するというユニークな装置です。高性能のフェムト秒レーザー利用によって発生したテラヘルツパルス波は安定性が高く、それが高精度のスペクトル取得に繋がります。
　当研究室のテラヘルツ時間領域装置の特徴は、
(1) 高精度に電磁波形を取得することにより、光伝導アンテナという発生手法で約0.1～4.5THzの帯域をカバーします。
(2) 特殊な液体Heフロー型のクライオスタットを用いることによって、4K～800Kまで連続的な温度変化測定を可能としています。
(3) 測定の全プロセスを自動化することにより、長時間の連続的な測定が容易なことはもちろん、人為的な操作ミスによるスペクトル精度の低下を防いでいます。
　良い精度のスペクトルによって対象を視ることによって、物質の振る舞いの本質に気付くことが多くあります。当研究室は目標の高精度スペクトルを得るべく、必要な光学系を構築し、分光研究を推進していきます。