清水智子

（国）物質・材料研究機構で働く研究者。専門は走査プローブ顕微鏡による表面科学。

   小学生の子供をもつワーキングマザーでもある

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    ナノメカニクス　グループ

    清水智子

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研究紹介

1. •走査トンネル顕微鏡(STM)と非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)の開発
   

2. 大学院時代、ローレンスバークレー国立研究所（LBNL）で低温超高真空の走査トンネル顕微鏡（LT UHV STM）をデザイン・製作するプロジェクトを担ったため、STMの中身については詳しいです。装置の修理や改良も大好き。STM像を他人に見せてもらうと、必ず「どういうSTMを使っているですか？」と質問したくなります。そのときすでにSTMとNC-AFMが両方できる装置をデザインしたのですが、時間が足りず、私はSTMの部分の組立てと実験をして卒業してしまいました。NC-AFMにも未練があったのですが、なんと理研のKim研究室でセットアップをする機会が得られました。より高いAFM技術の習得とともに、新しい計測技術開発を目指し、現在のNIMISのグループに移りました。
   

3. •STMによる金属上に吸着した水分子の研究
   

4. 博士課程ではルテニウム上に吸着させた水について、その作ったSTMで観察しました。STMの実験って、ずーっと良い像が取れなくて泣きそうでも、いったん上手く行き出すとドバーっと良いものが得られます。3年目後半から4年目前半にかけて（日本でいうとD2後期からD3前期にかけて）ゲットしたデータは量も質もすごかった（自画自賛）。 炭素や酸素が少し共吸着されただけで、水の振る舞いが清浄表面と異なるのは驚きです。単分子に対してO-H振動をトンネル電子の注入によって励起し、表面拡散や解離を引き起こすというマニピュレーションも愉快な実験でした。なんだかんだで7本論文出てます。
   

5. •STMによる磁鉄鉱(111)表面の構造とVerwey転移の研究
   

6. 理研の川合研でポスドクになって自分で提案したテーマです。Fe3O4(111)表面。みなさん絶対この物質知ってるはずです。砂鉄です。人類に最初に発見された磁気をもった物質らしく、古代ギリシャではコンパスに使われていたとかなんとか。ところがそんな身近な物質のくせに、かなり複雑な構造をしていて、表面がどういう構造でどんな電子状態か、とかちゃんと分かっていないんです。今までに研究してきた人もいますが、みな言ってることバラバラ。中には同じ人が違う手法で違う結果を得ていたり。そこで、STMを駆使し、理論の力も借りて、結論をはPRBに発表しました。
   

7. •STMによる金属上の有機単分子膜の研究
   

8. 2009年ごろから理研で始めたテーマです。有機デバイスにおける金属とn型半導体有機分子膜の界面の構造と電子状態（エネルギーレベルアライメントなど）を調べる目的で、修士の学生と一緒に始めました。分子を選んだのは私。フッ化フラーレンというヘンな分子で、学生はきれいな分子膜を作るのにかなり苦労しました。ただ、出てきた結果はとても面白くて、３つの異性体があるのに一種類で超構造を作るように自己組織化し、しかもn型でワイドバンドギャップという性質を仕事関数の大きなAu(111)表面でも保ってくれることが分かったのです。この結果はACS Nanoに発表し、理研のプレスリリースや日刊工業新聞でも紹介されました。
   

9. •STMとNC-AFMによる有機分子の色々な研究
   

10. 2011年から理研で取り組み始め、現在も取り組んでいるテーマです。結果が出たらHPでも報告したいと思います。
    

11. •フォトクロミック分子を金属に乗せると？
    

12. 日本化学会研究会「低次元系光機能材料研究会」ニュースレター, 10 (2016) 6-8.