第四分科会

タイトル

　非線形分光で探る界面分子科学：基礎・応用・装置開発 

• 講師：二本柳 聡史 先生　(筑波大学・教授) (旧所属：理化学研究所・専任研究員) 研究室HP(理化学研究所)

• 担当：平出 武 　(東北大学 D2)

• 担当連絡先：sec4(at)ymsa.jp

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※お問い合わせ内容によっては、上記以外の役員が回答する場合がございます。

紹介文

異なる相が接する界面は、不均一系科学の本質を担う重要な場です。しかし、ナノメートル以下の極めて薄い界面領域に存在する分子構造、分子配向、相互作用を実験的に直接捉えることは容易ではありません。そのような課題に対して、分子レベルの界面選択性を有する非線形分光は、界面科学を切り拓く強力な手法となっています。

本講では、まず液体界面、材料界面、生体関連界面、界面ダイナミクス研究など多様な研究例と、その背景にある応用分野を広く紹介し、非線形分光がどのような問題に有効であるかを示します。そのうえで、和周波分光をはじめとする非線形光学の基礎、測定を支える光学の基礎と機器の原理、スペクトル解析と界面情報の読み取りを体系的に解説します。最終段階では受講者自身が仮想的な研究課題を設定し、観測方法の選定、光学系の設計、使用する機器の選定と調達先の検討を含む研究計画を立案します。最後のセッションではその内容を発表し、討論を通して非線形分光を研究に実装するための実践的な思考力を養うことを目指します。 

講義概要（予定）

 第I部　非線形分光で何が分かるのか：応用分野の俯瞰

   I-1. 非線形分光の概要

   I-2. 研究例による応用分野の概観

 第II部　非線形分光の基礎

  II-1. 線形光学の基礎と光学機器

  II-2. 非線形光学の基礎

  II-3. 和周波分光の原理

 第III部　スペクトル解析と界面情報の抽出

 III-1. スペクトルフィッティング

 III-2. フレネル係数

 III-3. 偏光と配向角

 III-4. 電場効果

 III-5. 検出深さの考察

 第IV部　仮想研究計画

 IV-1. テーマ設定

 IV-2. 観測法選定

 IV-3. 光学系設計

 IV-4. 機器・光学系選定

 第V部　受講者発表・総合討論

第四分科会担当者コメント

　　　担当：平出 武 　(東北大学 D2)

第四分科会では、筑波大学の二本柳聡史先生をお招きし、界面分子を捉える非線形分光について、理論から実践に至るまでを講義していただきます。

界面は2つの異なる物質が接する境界であり、触媒化学や電気化学、生化学をはじめとする様々な領域において重要な反応が進行する場でもあります。界面における分子の構造や反応機構を捉えることは、界面を理解する上で本質的に重要です。従来、赤外分光やラマン分光のような振動分光法による分子科学研究が活発に行われてきました。しかし無数に存在するバルク分子の情報の中から、わずかな界面分子の情報のみを選択的に得ることは容易ではありません。パルスレーザーのような非常に強い光が物質に入射した際に生じる非線形光学効果を利用することで、界面を選択的に捉えることが可能となります。

本分科会では、非線形分光、中でも二本柳先生のご専門である二次の非線形光学効果を利用した和周波発生分光法について講義していただきます。その内容は、基礎的な理論や各分野における応用例のような座学だけにとどまらず、解析手法や光学系の構築のような実践的な部分にまで踏み込んだものとなっています。

界面科学や非線形分光に興味のある方はもちろん、理論が専門の方をはじめ様々なバックグラウンドを持つ方の参加を歓迎いたします。ひとりで教科書や論文を読んで勉強するよりも実りのある分科会をつくっていきたいと思っています。界面について一緒に楽しく5日間学んでみませんか？皆様のご参加、心よりお待ちしております！！！