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国立大学法人東京農工大学
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テニュアトラック教員の紹介

宮地 悟代 (Miyaji Godai)

研究院 工学研究院
部門 先端物理工学部門
研究分野 非線形光学、量子光学、レーザー工学
キーワード フェムト秒レーザープロセス、ナノ構造生成、アト秒レーザーパルス発生
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職歴

・2004年04月~2007年03月:京都大学エネルギー理工学研究所 助手
・2007年04月~2014年02月:京都大学エネルギー理工学研究所 助教
・2014年02月~現在:東京農工大学大学院工学研究院 准教授

学歴

・大阪大学基礎工学部電気工学科 1999年卒業
・大阪大学大学院基礎工学研究科物理系専攻 博士前期課程 2001年修了
・大阪大学大学院基礎工学研究科物理系専攻 博士後期課程 2004年修了 博士(工学)

受賞歴

・2013年3月:京都大学エネルギー理工学研究所 平成24年度研究奨励賞
・2014年5月:レーザー学会 業績賞(論文賞 オリジナル部門)

主な論文・解説

・K. Miyazaki and G. Miyaji, "Nanograting formation through surface plasmon fields induced by femtosecond laser pulses", J. Appl. Phys., 2013, 114, 153108/1-6.
・G. Miyaji and K. Miyazaki, "Role of multiple shots of femtosecond laser pulses in periodic surface nanoablation", Appl. Phys. Lett., 2013, 103, 071910/1-4.
・G. Miyaji, K. Miyazaki, K. Zhang, T. Yoshifuji, and J. Fujita, "Mechanism of femtosecond-laser-induced periodic nanostructure formation on crystalline silicon surface immersed in water", Opt. Express, 2012, 20, 14848-14856.
・K. Yoshii, G. Miyaji, and K. Miyazaki, "Retrieving angular distributions of high-order harmonic generation from a single molecule", Phys. Rev. Lett., 2011, 106, 13904/1-4.
・K. Yoshii, G. Miyaji, and K. Miyazaki, "Dynamic Properties of Angle-Dependent High-Order Harmonic Generation from Coherently Rotating Molecules", Phys. Rev. Lett., 2008, 101, 183902/1-4.
・G. Miyaji and K. Miyazaki, "Origin of periodicity in nanostructuring on thin film surfaces ablated with femtosecond laser pulses", Opt. Express, 2008, 16, 16265-16271.
・F.H.M. Faisal, A. Abdurrouf, K. Miyazaki, and G. Miyaji, "Origin of anomalous spectra of dynamic alignments observed in N2 and O2", Phys. Rev. Lett., 2007, 98, 143001/1-4.
・G. Miyaji and K. Miyazaki, "Nanoscale ablation on patterned diamondlike carbon film with femtosecond laser pulses", Appl. Phys. Lett., 2007, 91, 123102/1-3.
・G. Miyaji and K. Miyazaki, "Ultrafast dynamics of periodic nanostructure formation on diamond-like carbon films irradiated with femtosecond laser pulses", Appl. Phys. Lett., 2006, 89, 191902/1-3.
・K. Miyazaki, M. Kaku, G. Miyaji, A. Abdurrouf, and F.H.M. Faisal, "Field-Free Alignment of Molecules Observed with High-Order Harmonic Generation", Phys. Rev. Lett., 2005, 95, 243903/1-4.

研究紹介

私は、ナノフォトニクスに立脚した新しい光科学の学理追及とその技術応用を積極的に進めています。特に、超短パルスレーザー装置を開発し、時間・空間的に制御された高密度フォトンを用いることによって、ナノスケールの構造を加工・制御・計測する科学技術に関する研究を行っています。以下にその概要を示します。

○ フェムト秒レーザーによるナノ構造形成現象の物理過程解明とナノ加工技術への応用
フェムト秒レーザーを大気中にて固体表面に集光照射するだけで、レーザー波長の1/10 – 1/5(最小30 nm)の微細周期構造が自己組織化的に生成されることを観測し、国内外を問わずこの現象の物理過程について先導的に研究を進めてきました。実験と理論の両面より、世界に先駆けて独自の物理モデル「高密度キャリア生成と表面プラズモン・ポラリトン励起、それに付随した高強度近接場によるナノアブレーション」を提案し、これを実証しました。この成果を基にして、表面プラズモンの空間分布を制御することにより、均一で直線性の良いナノ格子構造をGaN表面に作製することに成功しています。

○ フェムト秒レーザーによる真空紫外アト秒パルス光の発生メカニズムの解明
高強度のフェムト秒レーザーパルスと気体とを相互作用させることによってのみ、真空紫外域の波長を有するアト秒コヒーレントパルス光(いわゆる高次高調波)が得られます。高次高調波の発生メカニズムには不明な点が多いため、これを実験により明らかにしてきました。この成果により今後アト秒パルスを用いた物質の超高速光応答観測への応用を目指しています。

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本学のテニュアトラック事業について

PIとして研究室を立ち上げるための十分なスタートアップ資金、教務および学内業務の軽減によって研究に注力できるため、研究環境の準備を短期間で行うことができる非常に良い事業だと考えております。また、テニュアトラック教員との数多くの交流の機会を通じて多くの方々の経験と知識を共有できるので、迷い少なく研究室を立ち上げることができました。このようなすばらしい制度が全国にも展開されれば、大学の研究・教育体制は大きく変わるのではないかと期待しております。

今後の抱負

超短パルスレーザーを用いた物質科学という分野は、レーザー技術の進歩とともに生まれ、これまで発展してきました。まだ若い分野であるため、未解明な物理メカニズムが多いということだけでなく、新たな産業応用への展開が期待されているため、非常に興味深い分野です。私の研究成果によって、次代の先端科学技術のための共通基盤形成に資することができれば本望ですし、常にそうなれるよう目指す所存です。