共同研究・競争的資金等の研究課題

• 水面上単分子膜の1次相転移過程における空間スケールでの階層間相関に関する研究
  科学研究費助成事業
  2022年04月01日 - 2025年03月31日
  八田 英嗣
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 22K04853
• 水面上単分子膜ドメインのマランゴニー成長不安定性に関する研究
  科学研究費補助金(基盤研究(C))
  2006年 - 2007年
  八田 英嗣
  1.水面上単分子膜に対する局所レーザー加熱により初期化され、ブリュースター角顕微鏡の視野内に成長する単一の非平衡方向性成長ドメインは一般に高密度の樹枝状ドメインを形成し、主として2種類の分岐構造に分類されることが見出された。1つはフラクタル状のドメイン構造であり、2番目は主枝に対して一方の副枝が選択的に成長する、非対称な樹枝状成長ドメインである。後者の副枝成長における対称性の破れは副枝の成長方向に隣接する他の樹枝状結晶の成長方向ならびに速度と密接な相関を有することが分かった。2.さらに樹枝状成長はしばしば、隣接するドメインの接近によりトリガーされ、多様な成長界面不安定性を示すことが見出された。この成長界面不安定性の結果として、湾曲したドメイン形状の過渡的成長や波状ドメイン境界の成長に代表されるような、相対するドメイン間での成長方向変調現象が見出された。3.以上の結果から、マランゴニー流動に基づいた非平衡成長ドメインの形成過程において観察される、非平衡方向性成長ドメインの対称性の破れや成長界面不安定性は、これらの樹枝状成長ドメインが高密度で成長し、かつ、このような樹枝状ドメインが複数、同時に成長するため、過飽和したLE相中の両親媒性分子の競合的な捕獲現象が生じること、さらにドメインを構成する水面上単分子膜分子間での相対的な配向方向に依存する静電反発相互作用が本質的な要因であると...
  文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 18560018
• 固相水面上単分子膜におけるずり応力場誘起配向相転移に関する研究
  科学研究費補助金(萌芽研究)
  2004年 - 2005年
  八田 英嗣
  1.水面上単分子膜におけるずり流動場誘起分子再配向との比較として、ずり流動場よりも配向弾性が分子再配向に主要な役割を果たす場合の理論的研究を行った。その結果、±2のトポロジカルチャージを有するトポロジカル双極子として記述されるInverse boojumの場合、トポロジカル双極子相互作用によりそれらがある特定の角度で配列し、それに伴い、周囲の膜構成分子の再配向が生じることが可能であることが示された。2.ずり流動場セルによる分子再配向実験との比較として、ペンタコサジイン酸固相単分子膜に対する光ピンセット局所加熱実験を行った。この結果、固相膜に対する点状フォースによる分子再配向ダイナミクスの記述には、ずり流動場の効果を導入することが本質的であることが明らかになった。3.ずり流動場セルとブリュースター角顕微鏡の複合システムを自作した後、このシステムを用いて上記固相水面上単分子膜のストライプテクスチャーに対するずり流動場誘起分子再配向の実験を行った。その結果、2.に記述したテクスチャー変化の領域に比べてはるかに広い領域で、かつダイナミックに、テクスチャーコントラストの特徴的な変化がみられた。この変化は大きく、2つの点で特徴づけられる。それらは、1)ずり流動場下でのストライプ上のコントラストの明確な変化(黒白反転)、2)ストライプのずり変形に伴うshear waveの伝播現象である。こ...
  文部科学省, 萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 16656001
• 光ピンセットを用いた水面上単分子膜における分子配向制御に関する研究
  科学研究費補助金(基盤研究(B))
  2003年 - 2004年
  八田 英嗣
  光ピンセットとブリュースター角顕微鏡の複合システムを構築した。このシステムは膜のテクスチャー構造がその構成分子の配向状態を解析するのに十分なコントラストで得られる感度を有することが確認された。固相状態で観察されたトポロジカル強度s=1の整数次ディスクリネーションテクスチャーのブリュースター角顕微鏡像の解析から、本研究で用いた10、12-ペンタコサジイン酸単分子膜は固相状態であるにもかかわらず、水面法線方向に対して大きく傾いた状態で配向する、非常に特徴的な膜であることが分かった。上記整数次ディスクリネーションテクスチャーに対して光ピンセットによる局所加熱を行った結果、ピンセットの赤外レーザー強度がある閾値を超えるとs=1ディスクリネーションが2つのs=1/2半整数次ディスクリネーションに分裂することが明瞭に観察された。この実験結果は、気相、液体膨張相、液体凝縮相のみならず、固相状態に至るまで、光ピンセットが水面上単分子膜に対する、マイクロマニピュレーションやレオロジカルパラメータを評価するための非常に強力な手法となることを実証するものである。観察されたディスクリネーション分裂現象の像解析からこのディスクリネーション分裂はエネルギー的には膜を構成する分子の配向弾性エネルギーとドメインウォール間の線張力の競合関係により理解されることが示された。また、ディスクリネーション分裂のダイナ...
  文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 15360015
• ナロ-ギャップ半導体Sb_2Te_3を通してのトンネリング特性に関する研究
  科学研究費助成事業
  1996年 - 1996年
  八田 英嗣
  (1)V-VI族ナロ-ギャップ半導体Sb_2Te_3をトンネル障壁に用いたトンネル接合におけるトンネルコンダクタンスに観測されるコンダクタンスピークならびにアンダーシュート構造に関しての知見を得るためにAu/Sb_2Te/Alトンネル接合を作製し、温度、印加磁場を変化させながらトンネル分光測定を行った。
  (2)Au/Sb_2Te/Teトンネル接合はトンネル接合作製用真空蒸着装置を用いて作製した。まず、下部電極であるAu薄膜を約50nm成膜を行った後、Sb_2Te_3薄膜は同ペレットを用いてフラッシュ蒸着法により成膜を行った。最後に上部電極であるAl薄膜を約100nm成膜を行った。界面の汚れを避けるために、これらの行程は全て真空を切ることなく行われた。この結果、液体ヘリウム温度(4.2K)で約400-800Ωのトンネル抵抗値が得られた。
  (3)(2)で作製した試料のトンネルコンダクタンス測定は1.5-4.2Kで行われた。その結果、観測された0 meVでのコンダクタンスピークは温度の減少とともに半値幅の単調な減少が認められた。また、磁場印加の効果に関しては0-500ガウスの範囲内でトンネルコンダクタンスの形状は磁場印加に依存しないことが確認された。以上の測定結果からはトンネルコンダクタンスの特異な形状に関しての起源に関して明確な結論を導くには至っておらず、今後の課題としてはさらに高磁場でのコンダクタンス測定が行われる必要があるように思われる。
  日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 08750072
• 非弾性電子トンネル分光法によるNi酸化物フォノンおよび反強磁性マグノンの観測
  科学研究費助成事業
  1992年 - 1992年
  八田 英嗣
  日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 04855001