計算科学研究センター 生命科学研究部門の重田 育照教授、地球環境研究部門の植田 宏昭教授(共同研究員)が、筑波大学2018 BEST FACULTY MEMBERに選ばれました。
日 時: 2019年2月18日(月)9:00-11:40
配信会場: 中央図書館本館2階チャットフレームC アクセス
次 第: 9:00- 9:30 表彰式
9:30-11:40 表彰された教員による講演
詳しくは大学ホームページをご覧ください。

計算科学研究センターでは、研究者または高度に専門的な業務の従事に必要な能力や学識の修得を目指す博士後期課程学生に、専攻分野とは異なる関連分野の学識を修得させるプログラムを提供し、深い専門性と広い学識に加えて高い適応力のある人材の育成を目的とする、デュアル・ディグリー・プログラムを受ける学生を支援しています。
この度、デュアル・ディグリー・プログラムを修了した卒業生2名のインタビュー動画を作成し、CCS公式YouTubeチャンネル(外部リンク)上で公開しました。
動画はこのページ上でも観ることができます。
*デュアル・ディグリー・プログラムについてはこちらをご覧ください。
日時:2019年2月26日(火) 9:00~17:40
会場:筑波大学計算科学研究センター1F ワークショップ室
計算科学研究センター 平成29年度年次報告会を行います。
どなたでもご参加いただける公開の報告会ですので、ご興味のある方はご参加ください。
(*は研究部門長・分野リーダー)
発表時間は、1人12分(質疑応答、交代時間含む)
セッション1(9:00~10:00 座長:小泉 裕康)
9:00 吉江 友照(素粒子物理研究部門)
9:12 松枝 未遠(地球環境研究部門)
9:24 天笠 俊之(計算情報学研究部門)
9:36 重田 育照*(生命科学研究部門)
9:48 吉川 耕司(宇宙物理研究部門)
セッション2(10:12~11:12 座長:松枝 未遠)
10:12 古家 健次(宇宙物理研究部門)
10:24 塩川 浩昭(計算情報学研究部門)
10:36 朴 泰祐*(高性能計算システム研究部門)
10:48 栢沼 愛(生命科学研究部門)
11:00 亀田 能成*(計算情報学研究部門)
セッション3(11:24~12:36 座長:堀江 和正)
11:24 谷口 裕介(素粒子物理研究部門)
11:36 小泉 裕康(量子物性研究部門)
11:48 小林 諒平(高性能計算システム研究部門)
12:00 梅村 雅之*(宇宙物理研究部門)
12:12 日下 博幸(地球環境研究部門)
12:24 庄司 光男(生命科学研究部門)
(12:36~13:36 昼食)
セッション4(13:36~14:48 座長:原田 隆平)
13:36 北川 博之*(計算情報学研究部門)
13:48 前島 展也 (量子物性研究部門)
14:00 日野原 伸生(原子核物理研究部門)
14:12 多田野 寛人(高性能計算システム研究部門)
14:24 稲垣 祐司*(生命科学研究部門)
14:36 北原 格(計算情報学研究部門)
セッション5(15:00~16:12 座長:吉江 友照)
15:00 矢花一浩*(量子物性研究部門)
15:12 西澤 宏晃(生命科学研究部門)
15:24 石塚 成人(素粒子物理研究部門)
15:36 宍戸 英彦(計算情報学研究部門)
15:48 矢島 秀伸(宇宙物理研究部門)
16:00 小野 倫也(量子物性研究部門)
セッション6(16:24~17:36 座長:矢島 秀伸)
16:24 堀江 和正(計算情報学研究部門)
16:36 田中 博*(地球環境研究部門)
16:48 高橋 大介(高性能計算システム研究部門)
17:00 Tong Xiao-Min(量子物性研究部門)
17:12 森 正夫(宇宙物理研究部門)
17:24 原田 隆平(生命科学研究部門)
国立大学法人筑波大学計算科学研究センター 矢花一浩教授の研究グループと、大学共同利用機関法人自然科学研究機構分子科学研究所 故 信定克幸准教授の研究グループは、国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構関西光科学研究所、東京大学工学系研究科、マックスプランク物質構造動力学研究所、ウィーン工科大学、ワシントン大学の研究者らと共同で、物質科学の第一原理計算法に基づき、先端の光科学研究に役立つソフトウェアSALMONを開発しました。
光が物質に照射すると、まず物質中の電子が動きます。SALMONでは、この非常に短い時間で起こる電子の運動を物質科学の第一原理計算法を用いて計算します。SALMONではさらに、物質中の光の伝搬を計算することが可能です。この光の伝搬に対する第一原理計算は矢花教授のグループが開発した理論に基づいており、他のソフトウェアにはない新しい機能です。SALMONではまた、高度な並列計算が可能であり、スーパーコンピュータを駆使して数千原子からなるナノ物質の光応答を計算することが可能です。SALMONは、光科学分野の今後の発展に大きく貢献することが期待できます。
本研究の成果は、2019年2月号の「Computer Physics Communications」誌で公開される予定です。
-> プレスリリース全文
図1:SALMONのロゴ
図2:光伝搬のマルチスケール第一原理計算のイメージ図
第124回計算科学コロキウムを、2019年1月30日(水)に開催します。
多数のご来聴をお願いいたします。
場所:計算科学研究センター 会議室A
日時:2019年1月30日(水) 17:00-18:30
講演1
タイトル:『生体分子に現れる水素原子核の量子効果の解析』
時間:17:00-17:30
講演者氏名:兼松 佑典 博士
講演者所属:広島市立大学 大学院情報科学研究科
要旨:PDF
講演2
タイトル:『量子化学計算を用いた均一系触媒の反応機構解析 ―メタン水酸化触媒開発に向けて―』
時間:18:00-18:30
講演者氏名:堀 優太 博士
講演者所属:九州大学先導物質化学研究所 吉澤研究室
要旨:PDF
世話人:重田 育照
公募人員:研究員1名
所属組織:筑波大学計算科学研究センター
専門分野:当センター 「計算メディカルサイエンス推進事業 計算生体分子医科学分野」では, (粗視化)分子シミュレーション, バイオインフォマティクス, 第一原理計算, 流体力学計算などの各種研究手法を用いて, 創薬, および生体膜の物性や構造の変形の研究員を募集します。特に, 着任後は「生命科学研究部門」のメンバーと共同し, 意欲的に医学分野と連携して頂ける方を希望します。
着任時期:2019年4月1日以降, できるだけ早い時期
任 期:5年(更新可・最長2028年3月31日まで)
給 与: 年俸制(本学規則による)(年俸額は,経歴等を考慮し決定)
応募資格:博士の学位を有する者, あるいはそれと同等の力量をもつ者
これまでの経験は多少考慮いたしますが, 幅広い分野からの応募を受付けます。
提出書類:
1)履歴書(写真貼付)
2)業績リスト
3)主要論文別刷3編
4)これまでの研究の概要(A4用紙1枚程度)
5)着任後の研究に関する抱負(A4用紙1枚程度)
6)外部資金の獲得状況
書類選考後, 面接選考(プレゼンテーション等)を実施する場合があります。
公募期間:2019年1月11日(金)〜3月29日(金)(決定次第公募を終了します)
応募方法:封筒に「計算科学研究センター 計算生体分子医科学分野 研究員応募書類在中」と朱書し送付してください。なお, 応募書類は審査終了後に廃棄致します。
【応募先】 〒305-8577 茨城県つくば市天王台1-1-1筑波大学計算科学研究センター
【問合せ先】重田 育照(Tel: 029-853-6496, Email:shigeta@ccs.tsukuba.ac.jp)
その他 :計算科学研究センターは,文部科学省共同利用・共同研究拠点に認定されており,計算機共同利用を含む学際計算科学を推進しています。筑波大学では男女雇用機会均等法を遵守した人事選考を行っています。公募の職は, 研究開発力強化法の規定による労働契約法の特例の適用を予定した職です。
宍戸助教、北原准教授、亀田教授らがIWAIT 2019において Best Paper Awardを受賞いたしました(2019年1月)。
受賞内容は以下の通りです。
“Swimmer position estimation by lane rectification” , Takayuki Tsumita, Hidehiko Shishido, Itaru Kitahara, Yoshinari Kameda
受賞理由:上記の研究者らは、競泳における泳者の位置推定を映像から行うことを可能にする画像処理技術を提案しました。
その取り組みは、画像処理の実社会応用として高く評価され、本国際会議での表彰となりました。
国立大学法人筑波大学 計算科学研究センター 中務孝教授らの研究グループは、数千種におよぶ原子核に対して大型数値シミュレーションを実行し、核変換における新しい核変換経路を見出す基礎となる計算核データを整備しました。原子核の構造・反応を汎用的かつ普遍的に記述することができる密度汎関数理論注1)を用いた数値シミュレーションにより、数千核種における基底状態の構造データ、数百核種における励起状態・光反応断面積の情報を取得し、理論計算核データとして整理したものです。
これまでは、必要な計算量があまりに膨大になってしまうため、いくつかの対称性を仮定する制限を設けて計算を行っていました。今回、計算量を大幅に削減できる計算手法に基づく密度汎関数計算プログラムを開発した結果、対称性を一切仮定しない計算が可能となり、軸対称性や鏡映対称性を持たない未知の原子核の存在やその性質を予言することに成功しました。この成果により、様々な核反応断面積を計算する上で必要となる核構造データを提供することが可能になりました。
核図表上のほぼ全域にわたる核種についてこれらのデータをまとめ、ウェブサイト「InPACS」(Interactive Plot of Atomic nuclei & Computed Shapes)を立ち上げ、データのダウンロードなど専門家のニーズに応えるだけでなく、一般向けに作成した「さわれる核図表」から、個々の原子核の形状や密度分布などを分かりやすく提示しました。
原子核の構造・反応に関する様々な情報は、基礎物理学を超えて、原子力工学、物質工学、放射線医療など様々な分野で有用な基礎データとなります。世界各国に設立されている核データセンターでは、加速器などを用いて得られた貴重な実験データが、国際ジャーナルなどでの成果発表が終了した後に評価・公開され、人類共通の資源として活用されています。一方、実験データが取得できる核種は限られているため、理論モデルの助けが様々な応用の場面で必要となります。
今回、理論計算によって構築された核データを InPACS 上で公開したことで、実験データのない核種における様々な計算核データにアクセスできるようになりました。また、原子核に関する専門的知識を持たない一般の方向けに、InPACS では画面上でインタラクティブに個々の原子核の性質を知ることができるようになっています。
特に、一般にはよく知られていない原子核の形を図示し、拡大・回転などの機能を付けることで、ミクロな原子核の世界に具体的なイメージを持ってもらえるような工夫がされています。また、より一般の方に馴染みの深い周期表上で原子核を選ぶことで、核図表上の対応する位置を知ることも可能です。
ウェブサイト InPACS の構築・公開は、科学技術に携わる研究者や企業の技術者のみならず、高校レベルの理科の知識で理解できるような視覚的解説を提供し、原子核と放射線に関する基礎を学ぶことができるサイトとして、高校・大学レベルでの教育にも有益な資料を提供できると期待しています。
この度、2019年1月9日に本研究の成果をウェブサイト
http://wwwnucl.ph.tsukuba.ac.jp/InPACS/
で公開しました。
–> プレスリリース全文
The mission of CCS is the promotion of “Multidisciplinary Computational Science” through enhanced cooperation and fusion of computational and computer sciences. For that purpose, the CCS provides a part of resources of supercomputer systems to Multidisciplinary Cooperative Research Program (MCRP).
The application for MCRP in 2019 is open now.
Application for MCRP *Online submission only
Deadline of online submission:February 3, 2019 (24:00 JST)
2019年度筑波大学計算科学研究センター「学際共同利用」プログラムの公募が始まりました。
2019度より、公募内容が大幅に変更されております。
詳しくは学際共同利用のページをご覧ください。
奮ってのご応募をお持ち申し上げます。
公募締切:2019年2月3日(日)
Nuclear fission is a process in which a heavy nucleus split into two. Most of the actinides nuclei (Plutonium, Uranium, Curium…) fission asymmetrically with one big fragment and one small. Empirically, the heavy fragment presents on average a Xenon element (with charge number Z=54) independently from the initial fissioning nucleus. To understand the mechanism that determines the number of protons and neutrons in each of the two fragments has been a longstanding puzzle.
It was expected that the deformation of the fragments could play a role.
Read Full Text –> release181220eng.pdf
筑波大学 計算科学研究センター ギヨーム・スカムス研究員は、オーストラリア国立大学との共同研究により、原子力エネルギーの源である核分裂反応の数値理論的解析を用いて、核分裂現象をめぐる謎の一つ、分裂片として生成される核種にキセノン周辺の元素が大量に含まれているのはなぜかを解明しました。
今回、時間依存密度汎関数理論と超伝導の理論であるBCS理論を 組み合わせ、スーパーコンピュータ(スパコン)を用いた数値計算を実施し、この困難な課題に挑戦しました。その結果、分裂片として生成される核種に多く含まれているキセノンなど、原子番号52から56あたりの原子核を産み出す際に、洋ナシ型に変形した原子核が出現する新たな機構を提唱しました。1つの原子核が2つに分裂する際、分裂の相手側に引っ張られて洋ナシのような形が自然に作り出されます。この時にエネルギー的に得をするのが、キセノンやバリウムなどの原子核であり、そのためこれらの核種が分裂片として生成されるのです。このことを数値計算で示し、また分裂片の持つ運動エネルギーなど、他の観測量についても実験データと良く一致することを示しました。
図 プルトニウム原子核(240Pu)の核分裂シミュレーションの結果。分裂していく様子(核形状)を表している。左端から右端の状態まで、時間スケールはおよそ 20 zs(zs: ゼプト秒、10-21秒)。2つに分裂すると、重い分裂片(下部)の原子核が八重極変形をしているが、この形状が分裂して生成される核種に重大な影響を与えていることが分かった。
公募人員:研究員 1名
所属組織:筑波大学計算科学研究センター 計算情報学研究部門
専門分野:拡張現実、複合現実感による医療ナビゲーション
業務内容:筑波大学計算科学研究センターで推進する「計算メディカルサイエンス推進事業/3DCGバーチャル手術」では、医師が術前検討で用いる3DCGシミュレーションと3次元映像に基づいた状況認識処理を統合する3次元手術ナビゲーションシステムの研究開発に取り組んでいます。本公募では、上記計算メディカルサイエンスに関わる研究開発を行っていただける方を求めます。特に、着任後は意欲的に医学分野と連携した研究活動の推進を期待します。
着任時期:2019年度内の決定後できるだけ早い時期
任期 :5年(更新可・最長2028年3月31日まで)
給与 :年俸制(本学規則による)(年俸額は、経歴等を考慮し決定)
応募資格:博士の学位を有する方、または、学位取得見込みの方
提出書類:
1)履歴書(写真貼付)
2)業績リスト(査読論文とその他を区別すること)
3)主要論文別刷3編とその要約(各800字以内)
4)これまでの研究の概要(2000字以内 (3)の主要論文を適宜参照のこと)
5)着任後の研究計画(1000字以内)
6)本人について意見を求め得る方2名の氏名・連絡先
上記について、紙版と共にCD-R、DVD-R、USBメモリなどのデジタル媒体にPDF形式で記録したものを同封してください。
選考方法:提出書類等に基づいた書類選考を実施した後、必要に応じて、面接選考(プレゼンテーションを含む)を実施します。なお、このための来校費用は本人負担となります。
公募締切:2019年1月31日(木)必着
応募方法:封筒に「計算科学研究センター 3DCGバーチャル手術 研究員応募書類在中」と朱書し、簡易書留かレターパックプラスで送付してください。応募書類は返還しません。選考終了後、責任をもって処分いたします。
【書類送付先】
〒305-8577 つくば市天王台 1-1-1 筑波大学 計算科学研究センター 計算情報学研究部門 北原 格
Email: kitahara[at]ccs.tsukuba.ac.jp
【問合せ先】
北原 格(Tel: 029-853-6498, Email:kitahara [at]ccs.tsukuba.ac.jp) [at]は、@に置き換えてください。
その他:
〇 計算科学研究センターは、文部科学省共同利用・共同研究拠点に認定されており、計算機共同利用を含む学際計算科学を推進しています。筑波大学では男女雇用機会均等法を遵守した人事選考を行っています。
〇 公募の職は、研究開発力強化法の規定による労働契約法の特例の適用を予定した職です。
Title:
Tenure Track Assistant Professor
Affiliation:
Center for Computational Sciences, University of Tsukuba (Division of Life Science)
Contents of work, Research field:
Theoretical research in the interdisciplinary fields of life science employing computational science approaches such as particular first-principles methods and classical molecular dynamics simulations.
Starting date:
As soon as possible after a hiring decision is made.
Status of employment:
Full-time until March 31, 2024. The Tenure Track assistant professor may become a tenured assistant professor after passing a review for tenure which will be performed at the last year of the tenure-track period.
Qualifications:
An applicant needs to have a Doctoral Degree of Ph. D. which has been received within last 10 years, or is expected to obtain the degree by the end of March, 2019.
Application materials:
The submitted materials will not be returned.
Deadline for application:
January 8, 2019
Where to submit:
Application materials should be sent to:
Prof. Masayuki Umemura, Director
Center for Computational Sciences, University of Tsukuba
Tennodai, Tsukuba, Ibaraki 305-8577, Japan
Write in red ink in the front of the envelope as “Tenure Track Application to Center for Computational Sciences (Division of Life Science)”. The recommendation/reference letters may either be included in the applicant’s envelope or be arranged to be sent to the above postal address directly. In the latter case, the name of the candidate should be indicated on the envelope.
Where to make contact:
Prof. Yasuteru Shigeta, Tel: +81-29-853-6496, Email: shigeta[at]ccs.tsukuba.ac.jp
(please replace [at] with @)
Miscellaneous:
The salary will be provided through the annual salary system (fixed-term). (Financial source: “Program for Promoting the enhancement of Research Universities”) See the following Web page in CCS for the detail of the review criteria for the acquisition of tenure.
http://www.ccs.tsukuba.ac.jp/review-criteria/
公募人員: テニュアトラック教員 助教 1名
所属組織: 計算科学研究センター(生命科学研究部門)
専門分野: 第一原理計算、ならびに分子動力学計算の方法を用いた生命科学における学際分野の開拓。
着任時期: 決定後できるだけ早い時期
任期など: 2024年3月31日までをテニュアトラック期間とする。テニュアトラック期間の最終年度にテニュア獲得の審査を行う。合格となった場合には、2024年4月1日よりテニュア付き職(助教)として採用する。
応募資格: 博士の学位を有し、博士号取得後10年以内であること。または2019年3月末までに取得予定の者。
提出書類:
*応募書類は返還しません。
応募締切: 2019年1月8日(火)必着
応募方法: 封筒に「計算科学研究センターテニュアトラック助教(生命科学研究部門)応募書類在中」と朱書きし、簡易書留にて以下の送付先に送付してください。意見書(推薦書)は応募書類に同封するか、あるいは直接送付先に送付を依頼するようにしてください。後者の場合、「〇〇氏意見書(推薦書)在中」と封筒に表書きしてください。
【送付先】〒305-8577つくば市天王台1-1-1
筑波大学計算科学研究センター センター長 梅村雅之
問い合わせ先: 重田育照
Tel: 029-853-6496, Email: shigeta[at]ccs.tsukuba.ac.jp ([at]を@に置き換えてください)
その他: 「研究大学強化促進事業」の下で年俸制職員として雇用し、俸給は本学基準に従います。テニュア獲得に係る審査基準の詳細は、下記ウェブページをご参照ください。
筑波大学 計算科学研究センター 研究員公募
募集人員: 研究員 1名
所属組織: 筑波大学 計算科学研究センター 生命科学研究部門
専門分野: 生命機能情報分野
職務内容:
計算科学研究センター生命科学研究部門生命機能情報分野では、量子化学計算、分子シミュレーション、情報科学手法を用いて生体分子の理論的研究を推進しています。本公募では、上記の計算生命科学手法に基づき、生命グループと協力して光合成光化学系IIの量子古典混合計算研究を早期に実施および推進してくことができる方を望みます。
着任時期: 決定後できるだけ早い時期、最短平成31年2月1日を予定
任 期: 単年度更新、評価により最長平成35年9月30日まで更新可能
給 与: 年俸制(本学規則による)(年俸額は,経歴等を考慮し決定)
応募資格: 博士の学位を有する者又は平成31年3月までに博士の学位を取得見込みの方
提出書類:
(1)履歴書(写真貼付、メールアドレスを記載)
(2)業績リスト(査読論文, 学会発表、受賞歴、外部資金獲得状況、その他に分類)
(3)主な論文別刷(コピー可、3編以内,各1部)
(4)これまでの研究の概要(A4, 1枚)
(5)研究計画と今後の抱負(A4, 1枚)、着任希望時期を明記
(6)照会可能者2名の氏名・連絡先
応募締切: 平成31年1月31日(木)必着
提出先: 〒305-8577 茨城県つくば市天王台 1-1-1
筑波大学計算科学研究センター長 梅村 雅之
問合せ先: 庄司光男 Tel: 029-853-6259, Email: mshoji[at]ccs.tsukuba.ac.jp
([at]を@に置き換えてご連絡ください)
応募方法:
封筒に「生命科学研究部門研究員応募書類在中」と朱書きし,提出書類各1部を簡易書留か宅配便にてお送り下さい。応募書類は返還しません。
その他:
筑波大学では男女雇用機会均等法を遵守した人事選考を行っています。
2022年11月13-18日にアメリカ・ダラスで開催された国際学会SC22において、CEA(フランス)、Lawrence Berkeley National Laboratory(アメリカ)、ARM(フランス)、ATOS(フランス)、CNRS(フランス)、GENCI(フランス)、および理研(日本)の国際共同研究チームの研究成果がゴードン・ベル賞*を受賞しました。
研究グループの開発した Particle-in-Cell(PIC、セル内粒子)コードによる、レーザーと物質の相互作用の3次元シミュレーションの技術的革新が評価され、この度の受賞となりました。
研究チームには、CCSフェローである佐藤三久元センター長(現:理研 R-CCSプログラミング環境研究チーム、チームリーダー)が参加しています。
*ゴードン・ベル賞(ACM Gordon Bell Prize):計算機設計者として著名な米国のゴードン・ベル氏により、並列計算機技術開発の推進のため1987年に創設されました。米国計算機学会(ACM、1947年設立)によって運営され、毎年11月に開催されるハイ・パフォーマンス・コンピューティング(高性能計算技術)に関する国際会議SCで、並列計算の科学技術への応用で最も優れた成果を上げた論文に与えられます。
【受賞論文】
L. Fedeli, et al., “Pushing the Frontier in the Design of Laser-Based Electron Accelerators with Groundbreaking Mesh-Refined Particle-In-Cell Simulations on Exascale-Class Supercomputers,” in2022 SC22: International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC) (SC), Dallas, TX, US, 2022 pp.25-36.
【関連記事】
理化学研究所プレスリリース
スーパーコンピュータ「富岳」を利用した国際共同研究チームの研究成果が「ゴードン・ベル賞」を受賞 -「富岳」の高い総合性能に国際的評価-
https://twitter.com/RIKEN_RCCS/status/1594501352033779713
「ポスト「京」で重点的に取り組むべき社会的・科学的課題に関するアプリケーション開発・研究開発」萌芽的課題『生命を育む惑星の起源・進化と惑星環境変動の解明』(研究代表者 牧野淳一郎)サブ課題Dにおいて,下記の要領で研究員を公募いたします。
記
募集人員: 研究員 1名
所属組織: 筑波大学 計算科学研究センター 宇宙物理研究部門
業務内容:
萌芽的課題サブ課題D「原始太陽系における物質進化と生命起源の探究」(課題代表者 梅村雅之)において,惑星系における生命の起源の探究を目的とし,星間空間のダスト表面や気相中の有機分子生成過程や星間円偏光波によるキラル有機分子の鏡像異性体過剰に関わる研究を計算科学的手法を用いて推進すると共に,ポスト京に向けた計算手法・計算コードの開発を行う。
着任時期: 平成31年4月1日
任 期: 平成32年3月31日まで
給 与: 年俸制(本学規則による)(年俸額は,経歴等を考慮し決定)
応募資格: 博士の学位を有する方又は平成31年3月に博士の学位取得見込みの方
提出書類:
(1)履歴書(写真貼付)
(2)業績リスト(査読論文とその他を区別すること)
(3)主な論文別刷(3編以内,各1部)
(4)これまでの研究の概要
(5)研究計画と今後の抱負
(6)照会可能者2名以上の氏名・連絡先
応募締切: 平成31年1月11日(金)必着
提出先: 〒305-8577 茨城県つくば市天王台 1-1-1
筑波大学計算科学研究センター長 梅村 雅之
問合せ先: 梅村 雅之 Tel: 029-853-6485, Email: umemura[at]ccs.tsukuba.ac.jp (*[at]を@に置き換えてください)
応募方法:
封筒に “ポスト「京」萌芽的課題サブ課題D研究員応募書類在中”と朱書し,簡易書留か宅配便にてお送り下さい。応募書類は返還しません。
その他:
筑波大学では男女雇用機会均等法を遵守した人事選考を行っています。
平成30年11月15日
国立大学法人 筑波大学
国立大学法人筑波大学 計算科学研究センター 佐藤 竜馬 研究員(現 理化学研究所基礎科学特 別研究員)、鬼頭-西岡 宏任 さきがけ専任研究員、重田 育照 教授らは、産業技術総合研究所 鎌田 賢司 上級主任研究員、溝黒 登志子 主任研究員、国立大学法人静岡大学 小林 健二 教授らと共同で、結晶中における三重項—三重項消滅過程注1)と三重項エネルギー移動の競合が、9,10ジフェニルアントラセン(DPA)注2)とその誘導体の光エネルギー変換効率の差に寄与していることを、数値シミュレーションにより明らかにしました。特に、三重項エネルギー移動方向の次元性の違いがそのメカニズムの鍵になっていることを究明しました。
低いエネルギーの光を高いエネルギーの光へと変換する機構として光アップコンバージョン(UC)が知られ ています。これまでは、高強度のレーザーによる二光子励起や希土類イオンの多段階によるUC機構が知られていましたが、これらの方法ではエネルギー損失が大きいため、変換効率が1%と低いことが問題でした。 近年、これまで利用できなかった太陽光の可視・近赤外領域を利用してUCを起こす機構として、三重項- 三重項消滅(TTA)が注目されています。これまで使うことのできなかった太陽光の波長帯のエネルギーを、 光触媒や太陽光発電で用いられる光に変換可能になる技術ですが、そのデバイス化等の実用化のためには、酸素耐性をもち、固体系で実現する系の創出が急務となっていました。鎌田らにより、DPAとその誘導体 (C7-sDPA)注3)の微結晶で、TTA-UCが観測され、C7-sDPAがより高い反応量子収率を持つことが示されましたが、そのメカニズムは分かっていませんでした。
今回、研究グループは電子移動の反応速度の基礎理論であるMarcus理論に基づく理論計算により、 TTAおよび三重項励起子移動(TTET)の反応速度を解析しました。特にTTETは移動しやすい方向がDPAでは2次元的、C7-sDPAでは1次元的と大きな違いがありました。実験から求められた三重項寿命と三重項励起子の拡散に対する解析的なモデルを用いて三重項励起子の接近確率を求めたところ、2次元的な拡散よりも1次元的な拡散の方が接近確率が高いことが示されました。このことが、C7-sDPAの方がDPAよりも反応量子収率が高くなる原因だと結論づけました。
本研究成果は、2018年10月29日付でThe Journal of Physical Chemistry Letters 誌で先行公開されました。
* 本研究は、新学術領域研究 高次光応答分子「理論と実験の協奏的アプローチによる複合スピン励起子変換制御」(研究期間:平成26~30年度)、によって実施されました。 また、分子科学研究所計算科学研究センター協力研究の支援を受け、同施設の計算機を使用させていただきました。
図1 TTA-UCの素過程