我々の研究室では表面科学を研究しています。表面とは、言葉通り物質の一番外側、「端」を意味し、物質が外に対して直接働きかける舞台です。触媒では、化学反応を高度に制御することができますが、化学種が表面に接することで影響を与えます。エレクトロニクス素子では、さまざまな物質を組み合わせて電子の動きを制御しますが、物質と物質の境目（端）での電子の出入りの様子で性能が決まります。また、電子顕微鏡などでは、物質から電子を取り出して利用しますが、ここでも表面の重要性は理解できるでしょう。実は、ハイテクと言われる素子のほとんどで、表面が本質的に重要な役割を演じています。この表面の性質を正確に理解し、制御することが我々の目標です。

現在、炭素系材料に注目しています。炭素系材料として、ダイヤモンド、グラファイトが古くから知られていますが、フラーレンやカーボンナノチューブなど、さまざまなナノ構造体も作ります。さらに、無限とも言える多様な有機化合物も炭素を元に作られます。この多様性が炭素系材料の大きな特徴です。すなわち、炭素系材料を適用することによりエレクトロニクスの可能性が大きく拡がるのですが、素子の機能、性能がどのように決まるかよくわかっていません。我々は表面科学の手法を用いて、エレクトロニクスに関係する炭素系材料の表面の性質を理解し制御したいと考えています。特に有機太陽電池と次世代電子源の特性向上に大きく貢献できそうです。

我々は、表面の性質を理解するために、走査プローブ顕微鏡技術と超音速分子線技術を用いています。走査プローブ顕微鏡は、尖った針を表面に近づけることで、ビームの収束限界に関係なく表面にある原子一つ一つの性質を知ることができる顕微鏡です。また、超音速分子線技術を用いることで、分子の運動エネルギーや内部状態を高度に制御することが可能です。これにより、簡単に性質が変わる炭素系材料の表面の様子をそのままの形で調べることも、また、新規の化学反応を積極的に誘起しすることもできます。ミクロとマクロの両面から表面現象を正しく理解しようとするのが我々の方法です。

さまざまな素子において既存の技術が限界を迎えようとしていますが、応用理工学分野の研究者、技術者には、既存の学問の枠にとらわれない広い視野と柔軟な発想から新たなブレークスルーを見つけることが求められています。ここで重要なのは、確かな基礎的知識と、現象を適切にイメージする想像力です。我々の研究室では、表面科学の実践を通して、このような力を醸成し、現在・将来の社会で活躍できる人材を育てることを第一の目標としています。