Nanoprobe Group @ NIMS

Scanning Probe Microscopy as a tool for Nanoscience
ナノサイエンスを支える走査型プローブ顕微鏡


 Nanoprobe Group belongs to Center for Basic Research on Materials (CBRM), National Institute for Materials Science (NIMS) and consists of students from the graduate school from University of Tsukuba. Scanning probe microscopy is an ideal tool to measure surface structures and states in real space with ultra-high resolution, which is an essential tool in today's nanoscience. Nanoprobe Group develops cutting-edge atomic force microscopes (AFM) and scanning tunneling microscopes (STM) that operate in various environments, ranging from extreme conditions like ultra-high vacuum, ultra-low temperatures, and magnetic fields to ambient temperatures under controlled atmospheres. We use these instruments to explore surface chemistry and surface physics as well as developing in-situ and operando electrochemical measurement techniques for materials like battery materials. Our goal is to contribute to the development of nano, quantum, environmental, and energy materials.
 ナノプローブグループは、 国立研究開発法人物質・材料研究機構マテリアル基盤研究センターに所属しており、筑波大学連携大学院の学生と共に研究を推進しています。表面の構造や状態を実空間かつ超高分解能で計測できる走査型プローブ顕微鏡は、今日のナノサイエンスを支える重要な計測装置です。ナノプローブグループでは、超高真空・極低温・磁場中などの極限環境から雰囲気を制御した室温までのさまざまな環境で動作する最先端の原子間力顕微鏡(AFM)と走査型トンネル顕微鏡(STM)を開発しています。それらを用いた表面化学と表面物理に関する基礎学理の探究に加え、電池材料などのその場・オペランド電位計測技術も開発し、ナノ・量子・環境・エネルギー材料の開発に寄与することを目指しています。

 This website primarily describes research related to surface chemistry driven by the group leader. Parmanent researchers affiliated with our group are individually engaged in various studies, including surface physics and device evaluation, utilizing STM and AFM under various environments. For more details, please refer to the homepages of each researcher on Samurai.
 本ホームページはグループリーダーが推進している表面化学に関する研究を主に記載しています。当グループに所属する定年制研究員は、さまざまな環境下で計測できるSTMやAFMを用いて表面物理やデバイス評価などの研究を展開しています。詳しくは、各研究員のホームページ(Samurai)をご参照ください。

Professor Kawai, the group leader, also holds a position as an associate professor at University of Tsukuba's affiliated graduate school. He can supervise both master and doctoral students at the National Institute for Materials Science. We are actively recruiting students who aspire to obtain degrees in this field of on-surface chemistry. If you are interested, please feel free to contact us. University of Tsukuba holds graduate school entrance exams twice a year. For more details, please refer to the "Positions" section on this page.
 グループリーダーの川井は筑波大学連携大学院の准教授を兼務しており、物質・材料研究機構にて修士課程と博士課程の学生を指導できます。本分野の研究で学位の取得を目指す学生を広く募集しております。興味のある方は、気軽にご連絡ください。毎年2回、筑波大学の大学院入試があります。詳しくは、当ページのPositionをご参照ください。

 News

We are looking for highly-motivated students, who want to take Master and Doctor courses in University of Tsukuba.
We also has a program to financially support students.
筑波大学連携大学院へ進学を希望される学生を募集しております。
NIMSでは、博士課程進学する学生を経済的に応援するプログラムがあります!

We have one open position for postdoc.
現在、博士研究員を募集しております。

2024/07/17
論文タイトル"Procrystalline Self-Assembly of Desymmetrized Pentaphenylcyclopentadiene"がJ. Phys. Chem. Lett.誌にアクセプトされました。本研究は、奈良先端科学技術大学院大学Rapenne先生・東京工業大学石川先生と共同で行われました。

2024/07/10
論文タイトル"Synthesis of Azahexabenzocoronenium Salts through a Formal [3 + 3] Cycloaddition Strategy"がNature Synthesis誌に出版されました。本研究は、シンガポールNTU伊藤先生・フィンランドAalto大学Foster先生と共同で行われました。

2024/06/28
科研費・挑戦的研究(萌芽)に採択して頂きました。

2024/06/10
論文タイトル"走査型プローブ顕微鏡によるグラフェンの超潤滑現象の観察とメカニズム解明"が表面と真空誌の特集「表面分析技術と摩擦の科学」に出版されました。

2024/05/30
アメリカSan Franciscoで開催された245th ECS Meetingで川井が招待講演を行いました。

2024/05/26
NIMS一般公開2024で実験室での研究紹介(表面で分子を操る走査型プローブ顕微鏡)と研究を支えるcoolな装置ツアーでの研究紹介(ひとつの分子を見て、操る)を行いました。多くの来場者に来ていただきました。

2024/05/10-13
中国Suzhou Shishan International Convention Centerで開催された 15th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-15)でSunが口頭発表、Liがポスター発表を行いました。

2024/05/09
論文タイトル"On-Surface Synthesis of Polyene Linked Porphyrin Cooligomer"がACS Nano誌にアクセプトされました。本研究は、東京工業大学石川先生・京都大学田中先生・大阪大学坂本先生との共同で行われました。
Title:Polyene linked porphyrin oligomer

2024/04/11
Angewandte Chemie誌のバックカバーに選ばれました。
Title:Back Cover: On-Surface Synthesis of Silole and Disila-Cyclooctene Derivatives

2024/04/01
筑波大学大学院修士課程の後藤継瑠さん、JSPS特別研究員PDの一色裕次さんと服部裕也さん、そして、研究業務員の根来千絵さんがグループに加わりました。
また、Kewei Sunさんが第19回NIMS理事長賞「進歩賞」を受賞しました。
High-School Students Visited

2024/03/27
筑波大学主催の科学教育プログラムGFESTで高校生が見学に来ました。
High-School Students Visited

2024/03/23
東京都市大学で開催された第71回応用物理学会春季学術講演会でCustanceと川井が口頭発表を行いました。

2024/03/18
NIMSの研究力を支える装置・施設に、我々の極低温超高真空走査型プローブ顕微鏡が取り上げられました。NIMS外部の方に開放している共用装置ではありませんが、これまで多くの共同研究に使用してきました。ご興味のある方はご連絡ください。

2024/02/28
論文タイトル"On-Surface Synthesis of Silole and Disila-Cyclooctene Derivatives"がAngew. Chem. Int. Ed. 誌にアクセプトされました。本研究は、大阪大学久保先生とAalto大学Foster先生との共同で行われました。また、重要論文(Very Important Paper)として選ばれました。
Title:Multiple Cu Adatom Briged Oligomer

2024/01/22
スイスEMPA DübendorfのKarl-Heinz Ernst教授が来構され、第三回マテリアル基盤セミナーで講演をして頂きました。また、多くの参加をして頂き、ありがとうございました。

2023/12/13
Nature Communications誌に出版された論文"Local Probe-Induced Structural Isomerization in a One-Dimensional Molecular Array"に関して、物質・材料研究機構・大阪大学・金沢大学からプレスリリースがありました(link)。また、Nature Communications Editors’ Highlights webpageにFeatured articleとして紹介されました。

2023/12/07
東京工業大学大蔵前会館で開催された国際学会31st International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM31)でLiが口頭発表、Sunと川井がポスター発表を行いました。

2023/12/01
論文タイトル"On-Surface Synthesis of Multiple Cu Atom-Bridged Organometallic Oligomers"がACS Nano 誌にアクセプトされました。本研究は、北海道大学鈴木先生・武次先生と共同で行われました。
Title:Multiple Cu Adatom Briged Oligomer

2023/11/25
論文タイトル"Local Probe-Induced Structural Isomerization in a One-Dimensional Molecular Array"がNature Communications誌に出版されました。本研究は、大阪大学久保先生とAalto大学・金沢大学Foster先生と共同で行われました。
Title: Diradical arrya

2023/10/21
論文タイトル"On-Surface Synthesis of Nitrogen-Doped Nanographene with an [18]Annulene Pore on Ag(111)"がCommunications Chemistry誌に出版されました。本研究は、大阪大学武田先生・南方先生と共同で行われました。
Title:Nitrogen-doped [18]annulene nanographene

2023/10/19
東京船堀で開催された日本化学会秋季事業 第13回 CSJ化学フェスタ2023で川井が招待講演を行いました。

2023/09/30
Zhangyu Yuan君が筑波大学大学院修士過程を修了しました。Congratulations!

2023/09/25~29
シンガポールNational University Singaporeで開催されたThe 24th International Conference on Non-contact Atomic Force Microscopyで川井とCustanceが講演を行いました。また、川井が2年後の本学会を主催することが承認されました。

2023/09/11
韓国釜山で開催されたThe 20th International Microscopy Congressで川井が招待講演を行いました。

2023/09/01
千現地区第一会議室で第328回ICYSセミナーでSunが講演をしました。
また、事務業務員の高橋さんが運営室(当グループ担当)に加わりました。

2023/07/20
筑波大学大学院修士2年Zhangyu Yuan君の修士論文に関する発表会が開催されました。
Title:Master presentation in Tsukuba Univeristy

2023/07/13
フランスInstitut Matériaux Microélectronique Nanoscience de Provence (IM2NP)で開催されたSéminaireで川井が招待講演を行いました。

2023/07/10
フランスEcole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellierで開催された10th European Silicon Daysで川井が招待講演を行いました。

2023/06/27
くにびきメッセ(島根県松江市)にて開催された日本顕微鏡学会第79回学術講演会セミナーで川井が講演を行いました。

2023/06/16
論文タイトル"Vectorial On-Surface Synthesis of Polar 2D Polymer Crystals"がAdvanced Matrials Interfaces誌にアクセプトされました。本研究は、京都大学坂口先生・小島先生と共同で行われました。

2023/06/02
Angewandte Chemie誌のバックカバーに選ばれました。
Title:Magnetism in non-planar GNR

2023/05/22
川井がポスドク時代(2006.11~2008.03)にお世話になりましたスイスEMPA DübendorfのHans Josef Hug教授が来構され、第一回マテリアル基盤セミナーで講演をして頂きました。また、オンラインでも多くの参加をして頂き、ありがとうございました。

2023/05/17
インターンシップ学生のSahithya Batnaさんの歓迎会をしました。

2023/05/15
インターンシップの学生(Sahithya Batna さん)が来日しました。2か月間の滞在予定です。

2023/04/30
事務業務員の入松川さんが退職されました。お世話になりました。

2023/04/03
スイスBasel大学で開催されたセミナーで川井が招待講演を行いました。

2023/04/01
新中長期計画の開始とともに、グループの所属が先端材料解析研究拠点からマテリアル基盤研究センターになりました。

2023/03/31
The Technical University Dresdenで開催されたドイツ物理学会(DPG Spring Meetings 2023)で川井が招待講演を行いました。

2023/03/25
東京理科大学で開催された日本化学会第103春季年会(2023)市民公開講座:かがくの挑戦で川井が招待講演を行いました。

2023/03/16-17
上智大学で開催された第70回応用物理学会春季学術講演会で修士2年Yuanと川井が講演を行いました。

2023/03/16
論文タイトル"Magnetism in Nonplanar Zigzag Edge Termini of Graphene Nanoribbons"がAngewandte Chemie誌にアクセプトされました。本研究は、OIST成田先生・NIMS石川主任研究員と共同で行われました。

2023/03/14
オランダUtrecht大学で開催されたMini-symposium: Topological connections between Japan & Netherlandsで川井が招待講演を行いました。

2023/02/24
物質・材料研究機構千現地区で開催されたNIMS先端計測シンポジウム2023で川井が招待講演を行いました。(link)

2023/02/03
チャプタータイトル"On-Surface Translational Activity of Porphyrin Chromophore Molecules"がMoresco教授とJoachim博士著のSingle Molecule Mechanics on a Surfaceにe-book出版されました。

2023/02/01
林宏暢主任研究員が着任しました。専門は有機化学で、プローブ顕微鏡と融合した研究領域を展開する予定です。  

2022/12/21
論文タイトル"Strain-Sensitive On-Surface Ladderization via Non-Dehydrogenative Heterocyclization"がChemistry - A European Journal誌にアクセプトされました。本研究は、北海道大学鈴木先生と共同で行われました。

2022/12/16
日本学術振興会 令和5年度 外国人招へい研究者(長期、インドCSIR-Central Electrochemical Research InstituteのSaranyan Vijayaraghavan博士)に採択して頂きました。開始時期は未定ですが(2023年4月以降)10か月間の滞在予定です。(link)

2022/12/09
Student Seminar, Univeristhy of Tsukuba - NIMS Joing Graduate School Program(中間報告)で修士2年のZhangyu Yuanが発表を行いました。

2022/11/25
The 313th ICYS SeminarでKewei Sunが講演を行いました。

2022/11/18
科学新聞4面に『ケイ素含む新有機構造体膜 NIMSが合成に成功』と紹介されました。

2022/11/09
オンラインで開催された第5回日本表面真空学会若手部会研究会で川井が招待講演を行いました。

2022/11/08
論文タイトル"On-Surface Synthesis of Disilabenzene-Bridged Covalent Organic Frameworks"がNature Chemistry誌に出版されました。本研究は、NIMS-MANA松本博士・分子科学研究所解良グループ、そして、Aalto大学Foster グループと共同で行われました。
また、本研究成果に関して物質・材料研究機構からプレスリリースがありました。(link)
Title:Si-COF

2020/11/07
Donglin Liが博士研究員としてグループに加わりました。

2022/10/31
インドCSIR-Central Electrochemical Research InstituteのSaranyan Vijayaraghavan博士が3か月間の共同研究のため、来日しました。

2022/10/13
東京大学大学院理学系研究科 化学専攻・理学部化学科で開催された雑誌会セミナーで川井が招待講演を行いました。

2022/10/05
日本科学未来館のイベント”【ノーベル化学賞】科学コミュニケーターと楽しむ”のニコニコ生放送番組内で、分子を「みる」機器として我々の実験装置と分子観察結果が紹介されました。(link)

2022/10/04
論文タイトル"Nanocarbon materials synthesized by local probe chemistry"がJSAP Review誌に出版されました。

2022/10/01
Kewei SunがNIMS-ICYSに採択されました。(link)

2022/09/30
スペインSant Feliu de Guixolsで開催された国際学会International workshop On-Surface Synthesis international workshopで川井が招待講演を行いました。

2022/09/19
沖縄科学技術大学院大学(OIST)で開催された国際学会The 92nd IUVSTA workshop on Advanced Spectroscopy and Transport for 2D Materials at Surfaces and The 4th Asia-Pacific Symposium on Solid Surfaces (APSSS-4)で川井が招待講演を行いました。

2022/09/11-16
北海道札幌コンベンションセンターで開催された国際学会The 22nd International Vacuum Congress (IVC-22)でZhangyu Yuanがポスター発表、Kewei Sunが口頭発表とポスター発表、そして、川井が口頭発表を行いました。

2022/08/31
東京都立大学で開催された第63回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウムで川井が特別講演を行いました。

2022/08/16
論文タイトル"Multiple Molecular Interactions between Alkyl Groups and Dissociated Bromine Atoms on Ag(111)"がPhys. Chem. Chem. Phys.誌にアクセプトされました。本研究は、北海道大学鈴木先生と共同で行われました。

2022/08/11
毎日新聞朝刊14面「科学の森」の欄に分子1個「ナノカー」が走る 5年ぶり大会で日本チーム優勝と紹介されました。電子版(有料)はこちらです。

2022/07/28
毎日新聞朝刊6面「ひと」の欄にナノカーレース優勝チームの「ドライバー」として川井が紹介されました。電子版(有料)はこちらです。

2022/07/07
ポーランドKraków Jagiellonian大学で開催されたX Krajowa Konferencja Nanotechnologiiで川井が招待講演を行いました。また、同日に開催された学生向けのイベントでフランスCNRSのChristian Joachim先生と共にナノカーレースについて講演を行いました。

2022/06/21
論文タイトル"Manipulation of Spin Polarization in Boron-Substituted Graphene Nanoribbons"がACS Nano誌にアクセプトされました。本研究は、京都大学齊藤先生・名古屋大学山口先生・フィンランドAalto大学Foster先生と共同で行われました。

2022/06/16
NHK BS, コズミック フロント「カーボンプラネット 炭素と地球 知られざる物語」にナノカーレース関係で出演しました。(link)

2022/06/01
論文タイトル"プローブ顕微鏡を用いた“Local Probe Chemistry”によるナノ物質の創出"が応用物理に掲載されました。また、カバーにも選ばれました。(link)
Title:Detachement of GNR

2022/05/28
Zhangyu Yuanがやっと来日できました。これから実験です。

2022/05/18
現代化学2022年6月号にインタビュー記事『ドライバーを務めた川井茂樹博士に聞く ナノカーレース2』が掲載されました。(link)

2022/05/17
Nature Nanotechnology誌にEditorial Articleとしてナノカーレースの記事が掲載されました。

2022/05/13
日刊工業新聞19面「レーザー」に熱い研究領域として川井が紹介されました。電子版(有料)はこちらです。

2022/04/25
日刊工業新聞6面「For Future 先端技術」に"未踏域へ分子は走る"とナノカーレースが紹介されました。

2022/04/24
NIMS公開でNanocar race2に関して、出演しました。

2022/04/07
讀賣新聞夕刊5面に"ナノカーレース 日本V"と紹介されました。

2022/04/05
日経産業新聞9面に"ナノカーレース、物材機構が初V"と紹介されました。

2022/04/01
Oscar Custance上席研究員、研究業務員の辻村さん、事務業務員の入松川さんがグループに加わりました。

2022/3/31
博士研究員のYujing Maが民間企業(日本)に就職し、旅立ちました。

2022/03/29
朝日新聞23面に"ナノカーレース 日本が優勝"、日本経済新聞43面に"ナノカーレース、物材機構が初V"、日経産業新聞9面に"物材機構が初の栄冠"、茨城新聞23面に"物材研チームが優勝"と紹介されました。

2022/03/27
讀賣新聞30面に"分子サイズの車 走らせV"と紹介されました。

2022/03/25
フランスToulouseで開催されたNanocar race2で優勝しました。(link)

2022/02/28
科研費・基盤研究(A)に採択して頂きました。

2022/01/01
論文タイトル"高分解能原子間力顕微鏡を用いた清浄表面上のナノトライボロジー"が月刊「トライボロジー」誌に掲載されました。(link)

2021/12/10
オンラインで開催された国際学会"The 29th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM29)"でSunが口頭発表、川井がポスター発表を行いました。

2021/11/26
論文タイトル"On-Surface Synthesis of Porphyrin-Complex Multi-Block Co-Oligomers by Defluorinative Coupling"がAngewandte Chemie誌にアクセプトされました。本研究は、NIMS石川主任研究員・京都大学齊藤先生・スイスBasel大学Meyer先生と共同で行われました。

2021/10/21
日本化学会秋事業第11回CSJ化学フェスタ2021の企画セッション「モーニングティーはパイと一緒に」で、川井が招待講演「顕微鏡はパイなのだ」を行いました。

2021/10/07
大阪大学で開催されたThe 5th international symposium “Elucidation of Property of Next Generation Functional Materrials and Surface/Interface”で川井が招待講演を行いました。

2021/10/01
Zhangyu Yuanが筑波大学修士課程・NIMSジュニアとしてグループに加わりました。しばらくはリモートです。

2021/07/09
科研費・挑戦的研究(萌芽)に採択して頂きました。

2021/05/26
論文タイトル"Near Fermi Superatom State Stabilized by Surface State Resonances in a Multiporous Molecular Network"がNano Letters誌にアクセプトされました。本研究は、大阪大学武田先生・スペインZaragoza大学Lobo-Checa先生・イランShahid Beheshti大学Sadeghi先生・エジプトAl-Azhar大学Abd El-Fattah先生と共同で行われました。本研究はバックサイドカバーに選ばれました。
Title:Near Fermi Superatom State Stabilized

2021/05/20
川井GLが花王科学者賞を受賞しました。受賞タイトルは、"プローブ顕微鏡を用いた単分子の操作と局所化学合成"です。(link)
また、奈良先端科学技術大学院大学で開催された456th Photonic Nanoscience Special Lectureで川井が招待講演を行いました。

2021/05/05
論文タイトル""Head-to-Tail Oligomerization by Silylene-tethered Sonogashira Coupling on Ag(111)"がAngewandte Chemie誌にアクセプトされました。本研究は、岡山理科大学折田先生・スイスBasel大学Meyer先生と共同で行われました。本研究はインサイドカバーに選ばれました。
Title:Head-to-Tail Oligomerization

2021/04/01
博士研究員のKewei SunがJSPS外国人特別研究員に採択されました。(link)

2021/04/01
川井GLがNIMS理事長賞【研究奨励賞】を受賞しました。(link)

2021/03/09
第28回分子シミュレーションのトライボロジーへの応用研究会(オンライン)で川井が招待講演を行いました

2021/02/15
論文タイトル"Strength of Electronic Decoupling of Fullerene on an AuSiX Layer Formed on Au(111)"がPhys. Chem. Chem. Phys.誌にアクセプトされました。

2021/02/09
論文タイトル"Heterocyclic Ring-Opening of Nanographene on Au(111)"がAngewandte Chemie誌にアクセプトされました。本研究は、北海道大学鈴木先生・武次先生・NIMS魚崎先生と共同で行われました。

2020/12/15
新世代研究所 2020年度第1回界面ナノ科学研究会(オンライン)で川井が招待講演を行いました。

2020/12/10
オンラインで開催された国際学会"The 28th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM28)"で川井がポスター発表を行いました。

2020/11/01
Yujing Maが博士研究員としてグループに加わりました。

2020/10/29
オンラインで開催された理化学研究所 CMES Topical Meeting Online, Advanced Visualization of Electrons, Atoms, and Moleculesで川井が招待講演を行いました。

2020/08/14
論文タイトル"Low-Temperature Removal of Dissociated Bromine by Silicon Atoms for an On-Surface Ullmann Reaction"がJ. Phys. Chem. C誌にアクセプトされました。本研究は、大阪大学久保先生・フィンランドAalto大学Foster先生と共同で行われました。

2020/07/01
川井GLが、筑波大学NIMS連携大学院准教授に就任しました。(link)

2020/05/13
論文タイトル"On-Surface Synthesis of a π-Extended Diaza[8]circulene"がJ. Am. Chem. Soc.誌にアクセプトされました。本研究は、シンガポールNTU伊藤先生・フィンランドAalto大学Foster先生と共同で行われました。本研究はインサイドカバーに選ばれました。
Title:Diaza_Circulene

2020/04/01
ナノプローブグループが、先端材料解析研究拠点で発足いたしました。

2020/03/30
論文タイトル"An Endergonic Synthesis of Single Sondheimer–Wong Diyne by Local Probe Chemistry"がAngewandte Chemie誌にアクセプトされました。本研究は、シンガポールNTU伊藤先生・東京大学野崎先生・イギリスKing's College LondonのKantorovich先生と共同で行われました。

2020/02/28
論文タイトル"Three-dimensional graphene nanoribbons as a framework for molecular assembly and local probe chemistry"がScience Advances誌にアクセプトされました。本研究は、大阪大学久保先生・スイスBasel大学Meyer先生・フィンランドAalto大学Foster先生と共同で行われました。
また、本研究成果に関して物質・材料研究機構からプレスリリースがありました。(link)

2020/02/28
川井がJSPS賞を受賞しました。(link)