分子自由度が拓く新物質科学（鹿野田 一司）

研究領域名

分子自由度が拓く新物質科学

研究期間

平成20年度～平成24年度

領域代表者

鹿野田  一司（東京大学･大学院工学系研究科･教授）

研究領域の概要

　分子性物質は、多様で制御可能な分子配列、設計・開発可能な分子軌道、さらにこれらと強く結合する分子の屈曲など、他の物質群には無い独特な自由度を持つ。本新学術領域研究「分子自由度が拓く新物質科学」では、これらの分子自由度が新しい物質科学のパラダイムをつくる可能性に注目し、この自由度が積極的に関与する物性を開拓することを目指す。これは、固体物質の格子点に内在する自由度を化学的物理的に設計、開発し、そこから新しい電子相の創出と制御を行う真のボトムアップ型物性研究であり、物質科学において新しい潮流となることが期待される。

領域代表者からの報告

審査部会における所見

A＋（研究領域の設定目的に照らして、期待以上の成果があった）

1．総合所見

　本研究領域は、物性物理学と固体化学における既存領域の融合を、凝集体における分子自由度をキーワードとして更に確固としたものにするために展開強化したものである。強相関系物理やトポロジカル物性という新しい興味ある分野に対して時宜を得て貢献できたこと、また、新観測手法の導入がなされたことは大きな成果である。物性研究の特徴ではあるが、数多くの研究者が参画し、関連分野全体の活性化に対するドライビングフォースの役割を果たした。その結果は、研究領域の活性度の高さを証明しており、当初の設定目的に照らし、期待以上の成果があったと評価できる。加えて、理論と実験の連携、若手研究者への配慮、世界へのハブとなるための努力など、横のつながりを意識し、各研究課題にもよく目配りされた領域運営であったと思われる。

2．評価の着目点ごとの所見

(1)研究領域の設定目的の達成度

　分子性物質、分子性結晶、有機固体という従来個別に進展してきた領域の間に、分子自由度という共通の視点を持ち込むことで、物質科学に関する新規な成果を生み出している。すなわち、分子配列自由度や分子軌道自由度に着目した制御と物質開発、スピン自由度や光による新奇な制御法の発見と開発などを通して様々な新しい内容や手法を取り込んだ結果、分子性結晶について物性物理学的視点と分子化学的視点の融合がなされ、大きな進歩につながっている。従来から物性物理学と固体化学の協力関係にはしっかりとした実績が存在し、我が国が強みを有する分野でもあったが、本領域研究を通してさらに質・量ともに進展したと言える。領域全体の達成度として期待以上の成果が得られている。 

(2)研究成果

　「既存の学問分野の枠に収まらない新興・融合領域の創成を目指すもの」としては、物性物理学と固体化学の領域融合がうまく機能し、スピン液体とその周辺相、ディラック電子系などの新しい研究対象が生み出された。「異なる学問分野の研究者が連携して行う共同研究等の推進により、当該研究領域の発展を目指すもの」としては、計画的、意識的に織り込まれた異分野連携が多彩に幅広く展開された。少数の統一された目標に向かって異分野連携を行うよりも、ある意味多彩なアイデアを織り交ぜて、その中から新しい進展を見出すという異分野連携交流がうまく働いた。このように、分野の枠を超えて新しい領域が形成され、共同研究による成果も含めて、質の高いオリジナルな成果が数多く報告されている。また、成果の公表も十分なされている。 

(3)研究組織

　当初から海外を含む関係他分野の交流に運営上の力点が置かれており、物理、化学の異なる分野の研究者が有機的に連携できるように、意識的に研究項目の構成や計画研究組織のメンバー構成を行っている。また、それぞれの計画研究組織に理論の専門家を配置するなど、実験と理論のつながりもおのずから進展するような工夫が織り込まれている。その結果、70件以上の連携研究が行われ、数多くの成果につながったことを高く評価する。個々の研究者の独創性に基づく研究と、横のつながりを意識した領域運営のバランスが取れており、領域代表者のマネジメント力やリーダーシップの重要性を示す好例になると思われる。

(4)研究費の使用

特に問題点はなかった。

(5)当該学問分野、関連学問分野への貢献度

　本研究領域では、分子自由度という概念を切り口として、物理学、化学、材料開発に関わる研究対象についてポイントをうまく絞り、体系的で大きな成果を得た。物性物理学と固体化学の協力関係を基礎とした実績と歴史を持つ研究領域であるため、ややもすると従来の研究の延長として、内容の精密化や応用に向かうことが危惧される。しかしながら、本研究領域において、新しい研究対象がダイナミックに生まれて新たに進展するとともに、レーザーを用いた動的分光など、新しい実験手法を切り口とした展開が見受けられるなど、研究の起爆剤あるいは受け皿として本研究領域が機能した意義は大きい。我が国で長い伝統を有する物質合成・材料開発の分野が、測定・理論の確固としたバックアップによって活性化されている点も、本研究領域の当該分野への貢献として強調することができる。

(6)若手研究者育成への貢献度

　若手研究者のためのイベントを開催するなど、若手研究者育成に努めた。その結果、多くのポスドク研究員がファカルティポストを獲得するなどプロモーションも順調である。