研究者詳細

顔写真

ナカムラ　マサオ
中村　優男
Masao Nakamura
所属
大学院理学研究科　物理学専攻　電子物理学講座（薄膜界面機能物性分野）
職名
教授
学位

  • 博士 （工学）

e-Rad 研究者番号
50525780
Researcher ID
IXE-0113-2023

経歴 5

  • 2025年4月 ～ 継続中
    東北大学　大学院理学研究科 物理学専攻　教授

  • 2014年4月 ～ 2025年3月
    理化学研究所　創発物性科学研究センター　上級研究員

  • 2016年10月 ～ 2020年3月
    科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 さきがけ　研究員

  • 2008年1月 ～ 2014年3月
    理化学研究所　基幹研究所 交差相関超構造研究チー ム　基幹研究所研究員

  • 2005年4月 ～ 2007年12月
    産業技術総合研究所　強相関電子技術研究センター　科学技術振興機構 戦略的研究推進事業 「ナノテクデバイス」 研究チーム研究員

学歴 3

  • 東京大学大学院　工学系研究科　物理工学専攻 博士課程

    2002年4月 ～ 2005年3月

  • 東京大学大学院　工学系研究科　物理工学専攻 修士課程

    2000年4月 ～ 2002年3月

  • 東京大学　工学部　物理工学科

    1996年4月 ～ 2000年3月

所属学協会 2

  • 日本物理学会

  • 応用物理学会

研究キーワード 5

  • 強相関電子系

  • ハライド

  • 太陽電池

  • ヘテロ接合

  • 酸化物

研究分野 3

  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性 /

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 電子デバイス、電子機器 /

  • 自然科学一般 / 磁性、超伝導、強相関系 /

論文 91

  1. Record-high Glass coefficient in the shift current response of a ferroelectric halide perovskite 査読有り

    Koma Miki, Masao Nakamura, Asahi Yamada, Gurvan Bosser, Kiyohiro Adachi, Daisuke Hashizume, Naoki Ogawa, Satoshi Okamoto, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki

    Proceedings of the National Academy of Sciences　123　(26)　e2602252123　2026年6月22日

    出版者・発行元： National Academy of Sciences

    DOI： 10.1073/pnas.2602252123 　

    ISSN：0027-8424

    eISSN：1091-6490

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    Ferroelectric halide perovskites provide a fertile platform for optoelectronic functions based on the bulk photovoltaic effect, where broken inversion symmetry couples with quantum geometry of wave functions. The most prominent manifestation is the shift current, second-order nonlinear photocurrent arising from change in the Berry connection during optical transitions. Here we report a gigantic shift current response in epitaxial thin films of a lead-free ferroelectric halide perovskite CsGeI 3 . High-quality films grown by molecular beam epitaxy exhibit clear hallmarks of shift current, including spectral sign reversals, light-polarization dependence, and reversible electric-field modulation associated with switchable ferroelectric polarization. Remarkably, the normalized shift current magnitude surpasses those ever reported for other compounds by more than an order of magnitude, establishing a benchmark for bulk photovoltaic performance. These results identify ferroelectric halide perovskites as a powerful platform for exploring quantum-geometry-driven photoresponses and open a pathway toward next-generation photovoltaic and nonlinear optoelectronic technologies beyond the conventional junction-based architectures.

  2. Large terahertz photovoltaic effect enhanced by phonon excitations in ferroelectric semiconductor SbSI 査読有り

    Yoshihiro Okamura, Guang-Yu Guo, Yoshio Kaneko, Masao Nakamura, Masato Sotome, Naoki Ogawa, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura, Youtarou Takahashi

    Science Advances　12　(10)　eadw9796　2026年3月6日

    出版者・発行元： American Association for the Advancement of Science (AAAS)

    DOI： 10.1126/sciadv.adw9796 　

    eISSN：2375-2548

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    Quantum geometry of Bloch electron in crystalline solids produces various exotic quantum phenomena. The shift current photovoltaic effect driven by the photo creation of quasiparticle is one such emerging example that enables the conversion from terahertz photon into dc charge current with absence of dissipative photocarrier. Despite wide-ranging potential applications, however, the fundamental nature of terahertz photovoltaic response has remained elusive. Here, we show the large photocurrent generation driven by terahertz phonons (<10 milli–electron volts) in ferroelectric semiconductor SbSI with the electronic bandgap of 2.3 electron volts. Zero-bias terahertz photocurrent is found to be resonantly enhanced by optical phonons. Its generation efficiency is larger than that for the direct interband transition and is comparable to the electronic shift current in Weyl semimetal TaAs. The theoretical scaling law of terahertz shift current and first-principles calculation reasonably explain these observations. The present work establishes the universality and high efficiency of phonon-driven shift current, opening the pathway to terahertz technology based on quantum geometry.

  3. Enhanced mobility of p-type transparent semiconductor CuI thin films grown on thermal expansion matched substrates 査読有り

    Takahiro Yasunami, Masao Nakamura, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki

    APL Materials　13　(8)　081121　2025年8月1日

    出版者・発行元： AIP Publishing

    DOI： 10.1063/5.0285140 　

    eISSN：2166-532X

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    Cuprous iodide (CuI) is a promising p-type transparent conductor with high hole mobility and excellent optical transparency. However, its practical application is hindered by the significantly lower mobility observed in thin films compared to bulk crystals, which is primarily attributed to defects formed during the growth process. In thin-film systems, strain is another critical yet often overlooked factor influencing carrier transport. In this study, we examine the impact of strain arising from thermal expansion mismatch in epitaxial CuI films grown by molecular beam epitaxy on CaF2 and Al2O3 substrates. Films on CaF2, whose thermal expansion coefficient closely matches that of CuI, exhibit metallic conduction and a record-high mobility of 33.9 cm2 V−1 s−1 at 2 K. In contrast, films on Al2O3, with a much larger thermal mismatch, show lower mobility and insulating behavior. Exciton spectroscopy reveals that the thermal mismatch introduces structural disorder during the cooling process, which degrades carrier transport. These results highlight the crucial importance of strain engineering, particularly thermal expansion matching, for improving the performance of CuI thin films.

  4. Strongly enhanced shift current at exciton resonances in a noncentrosymmetric wide-gap semiconductor 査読有り

    Masao Nakamura, Yang-Hao Chan, Takahiro Yasunami, Yi-Shiuan Huang, Guang-Yu Guo, Yajian Hu, Naoki Ogawa, Yiling Chiew, Xiuzhen Yu, Takahiro Morimoto, Naoto Nagaosa, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki

    Nature Communications　15　(1)　9672　2024年11月16日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41467-024-53541-6 　

    eISSN：2041-1723

  5. MT-pyrene-Based Conductive Radical Cation Salts: Crystal and Electronic Structure and Transport Properties 国際誌 査読有り

    Barun Dhara, Masao Nakamura, Kirill Bulgarevich, Kazuo Takimiya

    Crystal Growth & Design　24　(13)　5826-5833　2024年7月3日

    DOI： 10.1021/acs.cgd.4c00689 　

  6. Bulk Photovoltaic Effect Along the Nonpolar Axis in Organic‐Inorganic Hybrid Perovskites 査読有り

    Taishi Noma, Hsiao‐Yi Chen, Barun Dhara, Masato Sotome, Takuya Nomoto, Ryotaro Arita, Masao Nakamura, Daigo Miyajima

    Angewandte Chemie　135　(42)　2023年9月12日

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1002/ange.202309055 　

    ISSN：0044-8249

    eISSN：1521-3757

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    Abstract The origin of the bulk photovoltaic effect (BPVE) was considered as a built‐in electric field formed by the macroscopic polarization of materials. Alternatively, the “shift current mechanism” has been gradually accepted as the more appropriate description of the BPVE. This mechanism implies that the photocurrent generated by the BPVE is a topological current featuring an ultrafast response and dissipation‐less nature, which is very attractive for photodetector applications. Meanwhile, the origin of the BPVE in organic–inorganic hybrid perovskites (OIHPs) has not been discussed and is still widely accepted as the classical mechanism without any experimental evidence. Herein, we observed the BPVE along the nonpolar axis in OIHPs, which is inconsistent with the classical explanation. Furthermore, based on the nonlinear optical tensor correlation, we substantiated that the BPVE in OIHPs is originated in the shift current mechanism.

  7. Bulk Photovoltaic Effect Along the Nonpolar Axis in Organic-Inorganic Hybrid Perovskites 査読有り

    Taishi Noma, Hsiao-Yi Chen, Barun Dhara, Masato Sotome, Takuya Nomoto, Ryotaro Arita, Masao Nakamura, Daigo Miyajima

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION　2023年9月

    DOI： 10.1002/anie.202309055 　

    ISSN：1433-7851

    eISSN：1521-3773

  8. Superconductivity at epitaxial LaTiO3-KTaO3 interfaces 査読有り

    D. Maryenko, I. V. Maznichenko, S. Ostanin, M. Kawamura, K. S. Takahashi, M. Nakamura, V. K. Dugaev, E. Ya. Sherman, A. Ernst, M. Kawasaki

    APL MATERIALS　11　(6)　2023年6月

    DOI： 10.1063/5.0151227 　

    ISSN：2166-532X

  9. Crossover from strong to weak exciton confinement in thickness-controlled epitaxial PbI2 thin films 査読有り

    Masao Nakamura, Ryuichi Namba, Takahiro Yasunami, Naoki Ogawa, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki

    APPLIED PHYSICS LETTERS　122　(7)　2023年2月

    DOI： 10.1063/5.0138536 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  10. Magnetic field control of insulator-metal crossover in cobaltite films via thermally activated percolation 査読有り

    Meng Wang, Keisuke Matsuura, Masao Nakamura, Masahiro Sawada, Masashi Kawasaki, Fumitaka Kagawa

    Physical Review B　106　(15)　2022年10月19日

    DOI： 10.1103/physrevb.106.155135 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  11. Band structures in orientation-controlled CuI thin films under epitaxial strain 査読有り

    Masao Nakamura, Sotaro Inagaki, Yoshihiro Okamura, Makiko Ogino, Youtarou Takahashi, Kiyohiro Adachi, Daisuke Hashizume, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki

    PHYSICAL REVIEW B　106　(12)　2022年9月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.106.125307 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  12. Photovoltaic effect by soft phonon excitation 査読有り

    Yoshihiro Okamura, Takahiro Morimoto, Naoki Ogawa, Yoshio Kaneko, Guang-Yu Guo, Masao Nakamura, Masashi Kawasaki, Naoto Nagaosa, Yoshinori Tokura, Youtarou Takahashi

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　119　(14)　2022年4月

    DOI： 10.1073/pnas.2122313119 　

    ISSN：0027-8424

    eISSN：1091-6490

  13. Molecular beam epitaxy of two-dimensional semiconductor BiI3 films exhibiting sharp exciton absorption 査読有り

    T. Yasunami, M. Nakamura, S. Inagaki, S. Toyoda, N. Ogawa, Y. Tokura, M. Kawasaki

    APPLIED PHYSICS LETTERS　119　(24)　2021年12月

    DOI： 10.1063/5.0070762 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  14. Imaging the formation and surface phase separation of the CE phase 査読有り

    Haibiao Zhou, Qiyuan Feng, Yubin Hou, Masao Nakamura, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki, Zhigao Sheng, Qingyou Lu

    npj Quantum Materials　6　(1)　2021年12月

    DOI： 10.1038/s41535-021-00353-2 　

    eISSN：2397-4648

  15. Real-space observations of 60-nm skyrmion dynamics in an insulating magnet under low heat flow 査読有り

    Xiuzhen Yu, Fumitaka Kagawa, Shinichiro Seki, Masashi Kubota, Jan Masell, Fehmi S. Yasin, Kiyomi Nakajima, Masao Nakamura, Masashi Kawasaki, Naoto Nagaosa, Yoshinori Tokura

    NATURE COMMUNICATIONS　12　(1)　2021年8月

    DOI： 10.1038/s41467-021-25291-2 　

    ISSN：2041-1723

  16. Terahertz emission spectroscopy of ultrafast exciton shift current in the noncentrosymmetric semiconductor CdS 査読有り

    M. Sotome, M. Nakamura, T. Morimoto, Y. Zhang, G.-Y. Guo, M. Kawasaki, N. Nagaosa, Y. Tokura, N. Ogawa

    Physical Review B　103　(24)　2021年6月21日

    DOI： 10.1103/physrevb.103.l241111 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  17. Denoising electron holograms using the wavelet hidden Markov model for phase retrieval-Applications to the phase-shifting method 査読有り

    Takehiro Tamaoka, Yoshihiro Midoh, Kazuo Yamamoto, Shodai Aritomi, Toshiaki Tanigaki, Masao Nakamura, Koji Nakamae, Masashi Kawasaki, Yasukazu Murakami

    AIP ADVANCES　11　(2)　2021年2月

    DOI： 10.1063/5.0027599 　

    eISSN：2158-3226

  18. Kinetic pathway facilitated by a phase competition to achieve a metastable electronic phase 査読有り

    Keisuke Matsuura, Hiroshi Oike, Vilmos Kocsis, Takuro Sato, Yasuhide Tomioka, Yoshio Kaneko, Masao Nakamura, Yasujiro Taguchi, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura, Fumitaka Kagawa

    PHYSICAL REVIEW B　103　(4)　2021年1月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.103.L041106 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  19. Heteroepitaxial growth of wide bandgap cuprous iodide films exhibiting clear free-exciton emission 査読有り

    S. Inagaki, M. Nakamura, Y. Okamura, M. Ogino, Y. Takahashi, L. C. Peng, X. Z. Yu, Y. Tokura, M. Kawasaki

    APPLIED PHYSICS LETTERS　118　(1)　2021年1月

    DOI： 10.1063/5.0036862 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  20. Defect tolerant zero-bias topological photocurrent in a ferroelectric semiconductor 査読有り

    Hiroki Hatada, Masao Nakamura, Masato Sotome, Yoshio Kaneko, Naoki Ogawa, Takahiro Morimoto, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　117　(34)　20411-20415　2020年8月

    DOI： 10.1073/pnas.2007002117 　

    ISSN：0027-8424

  21. Molecular beam epitaxy of high-quality Cul thin films on a low temperature grown buffer layer 査読有り

    S. Inagaki, M. Nakamura, N. Aizawa, L. C. Peng, X. Z. Yu, Y. Tokura, M. Kawasaki

    APPLIED PHYSICS LETTERS　116　(19)　2020年5月

    DOI： 10.1063/5.0007389 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  22. Non-local photocurrent in a ferroelectric semiconductor SbSI under local photoexcitation 査読有り

    M. Nakamura, H. Hatada, Y. Kaneko, N. Ogawa, M. Sotome, Y. Tokura, M. Kawasaki

    APPLIED PHYSICS LETTERS　116　(12)　2020年3月

    DOI： 10.1063/5.0001524 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  23. Noncentrosymmetric Columnar Liquid Crystals with the Bulk Photovoltaic Effect for Organic Photodetectors 査読有り

    Cheng Zhang, Kyohei Nakano, Masao Nakamura, Fumito Araoka, Keisuke Tajima, Daigo Miyajima

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　142　(7)　3326-3330　2020年2月

    DOI： 10.1021/jacs.9b12710 　

    ISSN：0002-7863

    eISSN：1520-5126

  24. Growth of visible-light-responsive ferroelectric SbSI thin films by molecular beam epitaxy 査読有り

    S. Inagaki, M. Nakamura, H. Hatada, R. Nishino, F. Kagawa, Y. Tokura, M. Kawasaki

    APPLIED PHYSICS LETTERS　116　(7)　2020年2月

    DOI： 10.1063/1.5142642 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  25. Strain-engineering of charge transport in the correlated Dirac semimetal of perovskite CaIrO3 thin films 査読有り

    M. Masuko, J. Fujioka, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura

    APL MATERIALS　7　(8)　2019年8月

    DOI： 10.1063/1.5109582 　

    ISSN：2166-532X

  26. Ultrafast spectroscopy of shift-current in ferroelectric semiconductor Sn2P2S6 査読有り

    Sotome M, Nakamura M, Fujioka J, Ogino M, Kaneko Y, Morimoto T, Zhang Y, Kawasaki M, Nagaosa N, Tokura Y, Ogawa N

    APPLIED PHYSICS LETTERS　114　(15)　2019年4月15日

    DOI： 10.1063/1.5087960 　

    ISSN：0003-6951

  27. Disentangling transient charge order from structural dynamics contributions during coherent atomic motion studied by ultrafast resonant x-ray diffraction 査読有り

    Rettig L, Caviezel A, Mariager S. O, Ingold G, Dornes C, Huang S-W, Johnson J. A, Radovic M, Huber T, Kubacka T, Ferrer A, Lemke H. T, Chollet M, Zhu D, Glownia J. M, Sikorski M, Robert A, Nakamura M, Kawasaki M, Tokura Y, Johnson S. L, Beaud P, Staub U

    PHYSICAL REVIEW B　99　(13)　2019年4月9日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.99.134302 　

    ISSN：2469-9950

  28. Spectral dynamics of shift current in ferroelectric semiconductor SbSI 査読有り

    Sotome M, Nakamura M, Fujioka J, Ogino M, Kaneko Y, Morimoto T, Zhang Y, Kawasaki M, Nagaosa N, Tokura Y, Ogawa N

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　116　(6)　1929-1933　2019年2月5日

    DOI： 10.1073/pnas.1802427116 　

    ISSN：0027-8424

    eISSN：1091-6490

  29. Current-Voltage Characteristic and Shot Noise of Shift Current Photovoltaics 査読有り

    Morimoto Takahiro, Nakamura Masao, Kawasaki Masashi, Nagaosa Naoto

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　121　(26)　2018年12月28日

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.121.267401 　

    ISSN：0031-9007

  30. Impact of electrodes on the extraction of shift current from a ferroelectric semiconductor SbSI 査読有り

    Nakamura M, Hatada H, Kaneko Y, Ogawa N, Tokura Y, Kawasaki M

    APPLIED PHYSICS LETTERS　113　(23)　2018年12月3日

    DOI： 10.1063/1.5055692 　

    ISSN：0003-6951

  31. Emergence of Topological Hall Effect in Half-Metallic Manganite Thin Films by Tuning Perpendicular Magnetic Anisotropy 査読有り

    Masao Nakamura, Daisuke Morikawa, Xiuzhen Yu, Fumitaka Kagawa, Taka-hisa Arima, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　87　(7)　2018年7月

    DOI： 10.7566/JPSJ.87.074704 　

    ISSN：0031-9015

  32. Visualization of Electronic Multiple Ordering and Its Dynamics in High Magnetic Field: Evidence of Electronic Multiple Ordering Crystals 査読有り

    Zhigao Sheng, Qiyuan Feng, Haibiao Zhou, Shuai Dong, Xueli Xu, Long Cheng, Caixing Liu, Yubin Hou, Wenjie Meng, Yuping Sun, Masao Nakamura, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki, Qingyou Lu

    ACS Applied Materials and Interfaces　10　(23)　20136-20141　2018年6月13日

    DOI： 10.1021/acsami.8b04057 　

    ISSN：1944-8252 1944-8244

  33. Tensile-Strain-Dependent Spin States in Epitaxial LaCoO3 Thin Films 査読有り

    Y. Yokoyama, Y. Yamasaki, M. Taguchi, Y. Hirata, K. Takubo, J. Miyawaki, Y. Harada, D. Asakura, J. Fujioka, M. Nakamura, H. Daimon, M. Kawasaki, Y. Tokura, H. Wadati

    Physical Review Letters　120　(20)　2018年5月17日

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.120.206402 　

    ISSN：1079-7114 0031-9007

  34. Photoinduced transitions in magnetoresistive manganites: A comprehensive view 査読有り

    V. Esposito, L. Rettig, E. Abreu, E. M. Bothschafter, G. Ingold, M. Kawasaki, M. Kubli, G. Lantz, M. Nakamura, J. Rittman, M. Savoini, Y. Tokura, U. Staub, S. L. Johnson, P. Beaud

    Physical Review B　97　(1)　2018年1月31日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.97.014312 　

    ISSN：2469-9969 2469-9950

  35. Shift current photovoltaic effect in a ferroelectric charge-transfer complex 査読有り

    M. Nakamura, S. Horiuchi, F. Kagawa, N. Ogawa, T. Kurumaji, Y. Tokura, M. Kawasaki

    NATURE COMMUNICATIONS　8　6　2017年8月

    DOI： 10.1038/s41467-017-00250-y 　

    ISSN：2041-1723

  36. Nonlinear Electron-Phonon Coupling in Doped Manganites 査読有り

    V. Esposito, M. Fechner, R. Mankowsky, H. Lemke, M. Chollet, J. M. Glownia, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura, U. Staub, P. Beaud, M. Foerst

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　118　(24)　2017年6月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.118.247601 　

    ISSN：0031-9007

    eISSN：1079-7114

  37. Current-Induced Nucleation and Annihilation of Magnetic Skyrmions at Room Temperature in a Chiral Magnet 査読有り

    Xiuzhen Yu, Daisuke Morikawa, Yusuke Tokunaga, Masashi Kubota, Takashi Kurumaji, Hiroshi Oike, Masao Nakamura, Fumitaka Kagawa, Yasujiro Taguchi, Taka-hisa Arima, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura

    ADVANCED MATERIALS　29　(21)　6　2017年6月

    DOI： 10.1002/adma.201606178 　

    ISSN：0935-9648

    eISSN：1521-4095

  38. Spontaneous Polarization and Bulk Photovoltaic Effect Driven by Polar Discontinuity in LaFeO3/SrTiO3 Heterojunctions 査読有り

    M. Nakamura, F. Kagawa, T. Tanigaki, H. S. Park, T. Matsuda, D. Shindo, Y. Tokura, M. Kawasaki

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　116　(15)　2016年4月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.116.156801 　

    ISSN：0031-9007

    eISSN：1079-7114

  39. Surface Ordering of Orbitals at a Higher Temperature in LaCoO3 Thin Film 査読有り

    Yuichi Yamasaki, Jun Fujioka, Hironori Nakao, Jun Okamoto, Takaaki Sudayama, Youichi Murakami, Masao Nakamura, Masashi Kawasaki, Takahisa Arima, Yoshinori Tokura

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　85　(2)　2016年3月

    DOI： 10.7566/JPSJ.85.023704 　

    ISSN：0031-9015

  40. 電流による室温スキルミオン格子の生成

    于 秀珍, 森川 大輔, 徳永 祐介, 久保田 将司, 大池 広志, 車地 崇, 中村 優男, 賀川 史敬, 田口 康二郎, 有馬 孝尚, 川崎 雅司, 十倉 好紀

    日本物理学会講演概要集　71　717-717　2016年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_717 　

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    <p>磁気スキルミオンはトポロジカルスピンテクスチャーであり、次世代の省エネメモリ素子として注目されている。これまでの研究では外部磁場によるスキルミオンの生成および消滅が報告されている[1]。本研究では、室温スキルミオン相を示すCo-Zn-Mn合金[2]を用い、微細加工によりマイクロデバイスを作成し、DC電流による室温スキルミオンの生成を試みた。当日は電流によるスキルミオンの生成・消滅のリアルタイム観察を報告する。[1]N. Nagaosa and Y. Tokura, Nat. Nanotech. 8, 899 (2013).[2]Y. Tokunaga, et al., Nat. Commun. 6: 7638 (2015).</p>

  41. Direct Imaging of Dynamic Glassy Behavior in a Strained Manganite Film 査読有り

    Worasom Kundhikanjana, Zhigao Sheng, Yongliang Yang, Keji Lai, Eric Yue Ma, Yong-Tao Cui, Michael A. Kelly, Masao Nakamura, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura, Qiaochu Tang, Kun Zhang, Xinxin Li, Zhi-Xun Shen

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　115　(26)　2015年12月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.115.265701 　

    ISSN：0031-9007

    eISSN：1079-7114

  42. Thermal Generation of Spin Current in an Antiferromagnet 査読有り

    S. Seki, T. Ideue, M. Kubota, Y. Kozuka, R. Takagi, M. Nakamura, Y. Kaneko, M. Kawasaki, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　115　(26)　2015年12月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.115.266601 　

    ISSN：0031-9007

    eISSN：1079-7114

  43. Strain-sensitive spin-state ordering in thin films of perovskite LaCoO3 査読有り

    J. Fujioka, Y. Yamasaki, A. Doi, H. Nakao, R. Kumai, Y. Murakami, M. Nakamura, M. Kawasaki, T. Arima, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW B　92　(19)　2015年11月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.92.195115 　

    ISSN：1098-0121

    eISSN：1550-235X

  44. Band alignment and photovoltaic effect of epitaxial alpha-PbO thin films 査読有り

    Eishi Majima, Yusuke Kozuka, Masaki Uchida, Masao Nakamura, Masashi Kawasaki

    APPLIED PHYSICS EXPRESS　8　(7)　2015年7月

    DOI： 10.7567/APEX.8.074001 　

    ISSN：1882-0778

    eISSN：1882-0786

  45. Perovskite LaRhO3 as a p-type active layer in oxide photovoltaics 査読有り

    Masao Nakamura, Yoshiharu Krockenberger, Jun Fujioka, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura

    APPLIED PHYSICS LETTERS　106　(7)　2015年2月

    DOI： 10.1063/1.4909512 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  46. 17pCG-1 Mn 系酸化物を用いたスピン流生成

    近藤 浩太, 中村 優男, 井土 宏, 松野 丈夫, 福間 康裕, 川崎 雅司, 十倉 好紀, 大谷 義近

    日本物理学会講演概要集　70　881-881　2015年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.2.0_881 　

    ISSN：2189-079X

  47. 21aAD-10 反強磁性体を用いたスピン流生成

    関 真一郎, 井手上 敏也, 久保田 将司, 小塚 祐介, 中村 優男, 金子 良夫, 川崎 雅司, 十倉 好紀

    日本物理学会講演概要集　70　963-963　2015年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_963 　

    ISSN：2189-079X

  48. A time-dependent order parameter for ultrafast photoinduced phase transitions 査読有り

    P. Beaud, A. Caviezel, S. O. Mariager, L. Rettig, G. Ingold, C. Dornes, S-W. Huang, J. A. Johnson, M. Radovic, T. Huber, T. Kubacka, A. Ferrer, H. T. Lemke, M. Chollet, D. Zhu, J. M. Glownia, M. Sikorski, A. Robert, H. Wadati, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura, S. L. Johnson, U. Staub

    NATURE MATERIALS　13　(10)　923-927　2014年10月

    DOI： 10.1038/NMAT4046 　

    ISSN：1476-1122

    eISSN：1476-4660

  49. Magneto-tunable photocurrent in manganite-based heterojunctions 査読有り

    Z. G. Sheng, M. Nakamura, W. Koshibae, T. Makino, Y. Tokura, M. Kawasaki

    NATURE COMMUNICATIONS　5　2014年8月

    DOI： 10.1038/ncomms5584 　

    ISSN：2041-1723

  50. Orbital correlations and dimensional crossover in epitaxial Pr0.5Ca0.5MnO3/La0.5Sr0.5MnO3 superlattices 査読有り

    H. Wadati, J. Okamoto, M. Garganourakis, V. Scagnoli, U. Staub, E. Sakai, H. Kumigashira, T. Sugiyama, E. Ikenaga, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura

    NEW JOURNAL OF PHYSICS　16　2014年7月

    DOI： 10.1088/1367-2630/16/7/073044 　

    ISSN：1367-2630

  51. Gate Control of Percolative Conduction in Strongly Correlated Manganite Films 査読有り

    Takafumi Hatano, Zhigao Sheng, Masao Nakamura, Masaki Nakano, Masashi Kawasaki, Yoshihiro Iwasa, Yoshinori Tokura

    ADVANCED MATERIALS　26　(18)　2874-2877　2014年5月

    DOI： 10.1002/adma.201304813 　

    ISSN：0935-9648

    eISSN：1521-4095

  52. Revealing orbital and magnetic phase transitions in Pr0.5Ca0.5MnO3 epitaxial thin films by resonant soft x-ray scattering 査読有り

    H. Wadati, J. Geck, E. Schierle, R. Sutarto, F. He, D. G. Hawthorn, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura, G. A. Sawatzky

    NEW JOURNAL OF PHYSICS　16　2014年3月

    DOI： 10.1088/1367-2630/16/3/033006 　

    ISSN：1367-2630

  53. A detailed view of an ultrafast phase transition using femtosecond resonant x-ray diffraction 査読有り

    Beaud P, Caviezel A, Mariager S.O, Rettig L, Ingold G, Dornes C, Huang S.-W, Johnson J.A, Radovic M, Huber T, Kubacka T, Ferrer A, Lemke H.T, Chollet M, Zhu D, Glownia J.M, Sikorski M, Robert A, Wadati H, Nakamura M, Kawasaki M, Tokura Y, Johnson S.L, Staub U

    Optics InfoBase Conference Papers　2014年

  54. Enhanced second-harmonic generation in Pr0.5Ca0.5MnO3/La0.5Sr0.5MnO3 superlattices 査読有り

    J. S. Lee, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura

    APPLIED PHYSICS LETTERS　103　(25)　2013年12月

    DOI： 10.1063/1.4851237 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  55. Imprinting Magnetic Information in Manganites with X Rays 査読有り

    M. Garganourakis, V. Scagnoli, S. W. Huang, U. Staub, H. Wadati, M. Nakamura, V. A. Guzenko, M. Kawasaki, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　109　(15)　2012年10月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.109.157203 　

    ISSN：0031-9007

  56. E g-Level splitting in a layered perovskite manganite as revealed by charge modulation spectroscopy 査読有り

    Masao Nakamura, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura

    Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics　86　(12)　2012年9月18日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.86.125127 　

    ISSN：1098-0121 1550-235X

  57. e(g)-level splitting in a layered perovskite manganite as revealed by charge modulation spectroscopy 査読有り

    Masao Nakamura, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura

    PHYSICAL REVIEW B　86　(12)　2012年9月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.86.125127 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  58. Dynamics of multiple phases in a colossal-magnetoresistive manganite as revealed by dielectric spectroscopy 査読有り

    Zhigao Sheng, Masao Nakamura, Fumitaka Kagawa, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura

    NATURE COMMUNICATIONS　3　2012年7月

    DOI： 10.1038/ncomms1943 　

    ISSN：2041-1723

  59. Nature of the coexisting phase in YMnO3 thin films revealed by soft and hard x-ray diffraction studies 査読有り

    H. Wadati, J. Okamoto, M. Garganourakis, V. Scagnoli, U. Staub, Y. Yamasaki, H. Nakao, Y. Murakami, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura

    Phys. Rev. Lett.　108　047203　2012年1月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.108.047203 　

  60. Origin of the Large Polarization in Multiferroic YMnO3 Thin Films Revealed by Soft- and Hard-X-Ray Diffraction 査読有り

    H. Wadati, J. Okamoto, M. Garganourakis, V. Scagnoli, U. Staub, Y. Yamasaki, H. Nakao, Y. Murakami, M. Mochizuki, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　108　(4)　2012年1月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.108.047203 　

    ISSN：0031-9007

  61. Photocarrier collection from depletion layer of LaMnO3 査読有り

    J. Fujioka, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　111　(1)　2012年1月

    DOI： 10.1063/1.3677790 　

    ISSN：0021-8979

  62. Interfacial Structure of Manganite Superlattice 査読有り

    Yoshihiro Yamasaki, Daisuke Okuyama, Masao Nakamura, Taka-hisa Arima, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura, Tsuyoshi Kimura, Yusuke Wakabayashi

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　80　(7)　2011年7月

    DOI： 10.1143/JPSJ.80.073601 　

    ISSN：0031-9015

  63. Multiferroicity in an orthorhombic YMnO3 single-crystal film 査読有り

    Masao Nakamura, Yusuke Tokunaga, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura

    APPLIED PHYSICS LETTERS　98　(8)　2011年2月

    DOI： 10.1063/1.3555462 　

    ISSN：0003-6951

  64. Transient photoinduced &apos;hidden&apos; phase in a manganite 査読有り

    Hirohiko Ichikawa, Shunsuke Nozawa, Tokushi Sato, Ayana Tomita, Kouhei Ichiyanagi, Matthieu Chollet, Laurent Guerin, Nicky Dean, Andrea Cavalleri, Shin-ichi Adachi, Taka-hisa Arima, Hiroshi Sawa, Yasushi Ogimoto, Masao Nakamura, Ryo Tamaki, Kenjiro Miyano, Shin-ya Koshihara

    NATURE MATERIALS　10　(2)　101-105　2011年2月

    DOI： 10.1038/nmat2929 　

    ISSN：1476-1122

    eISSN：1476-4660

  65. Interface band profiles of Mott-insulator/Nb : SrTiO3 heterojunctions as investigated by optical spectroscopy 査読有り

    Masao Nakamura, Akihito Sawa, Jun Fujioka, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura

    PHYSICAL REVIEW B　82　(20)　2010年11月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.82.201101 　

    ISSN：1098-0121

  66. The essentials for the control of charge-orbital ordering in thin films of perovskite manganites 査読有り

    Yasushi Ogimoto, Masao Nakamura, Nobutaka Harada, Naoki Ogawa, Kenjiro Miyano

    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-ADVANCED FUNCTIONAL SOLID-STATE MATERIALS　173　(1-3)　51-56　2010年10月

    DOI： 10.1016/j.mseb.2010.02.009 　

    ISSN：0921-5107

    eISSN：1873-4944

  67. Competing electronic orders in anisotropically strained (Pr0.6Ca0.4)(1-x)(La0.6Sr0.4)(x)MnO3 thin films 査読有り

    J. S. Lee, M. Nakamura, D. Okuyama, R. Kumai, T. Arima, M. Kawasaki, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW B　82　(5)　2010年8月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.82.052406 　

    ISSN：1098-0121

  68. Growth of superconducting Sr2RuO4 thin films 査読有り

    Y. Krockenberger, M. Uchida, K. S. Takahashi, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura

    APPLIED PHYSICS LETTERS　97　(8)　2010年8月

    DOI： 10.1063/1.3481363 　

    ISSN：0003-6951

  69. Mesoscopic Percolating Resistance Network in a Strained Manganite Thin Film 査読有り

    Keji Lai, Masao Nakamura, Worasom Kundhikanjana, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura, Michael A. Kelly, Zhi-Xun Shen

    SCIENCE　329　(5988)　190-193　2010年7月

    DOI： 10.1126/science.1189925 　

    ISSN：0036-8075

  70. Little volume change in orbital ordering transition in manganite thin films 査読有り

    Wakabayashi Yusuke, Sawa Hiroshi, Takubo Naoko, Nakamura Masao, Ogimoto Yasushi, Miyano Kenjiro

    POLARIZED NEUTRONS AND SYNCHROTRON X-RAYS FOR MAGNETISM CONFERENCE 2009　211　2010年

    DOI： 10.1088/1742-6596/211/1/012004 　

  71. Magnetically Tunable Metal-Insulator Superlattices 査読有り

    Masao Nakamura, Daisuke Okuyama, Jong Seok Lee, Taka-hisa Arima, Yusuke Wakabayashi, Reiji Kumai, Masashi Kawasaki, Yoshinori Tokura

    ADVANCED MATERIALS　22　(4)　500-+　2010年1月

    DOI： 10.1002/adma.200902734 　

    ISSN：0935-9648

  72. Epitaxial-strain effect on charge/orbital order in Pr0.5Ca0.5MnO3 films 査読有り

    D. Okuyama, M. Nakamura, Y. Wakabayashi, H. Itoh, R. Kumai, H. Yamada, Y. Taguchi, T. Arima, M. Kawasaki, Y. Tokura

    APPLIED PHYSICS LETTERS　95　(15)　2009年10月

    DOI： 10.1063/1.3246158 　

    ISSN：0003-6951

  73. Size of orbital-ordering domain controlled by the itinerancy of the 3d electrons in a manganite thin film 査読有り

    Y. Wakabayashi, H. Sagayama, T. Arima, M. Nakamura, Y. Ogimoto, Y. Kubo, K. Miyano, H. Sawa

    PHYSICAL REVIEW B　79　(22)　2009年6月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.79.220403 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  74. Orbital ordering structures in (Nd,Pr)(0.5)Sr0.5MnO3 manganite thin films on perovskite (011) substrates 査読有り

    Yusuke Wakabayashi, Daisuke Bizen, Yugo Kubo, Hironori Nakao, Youichi Murakami, Masao Nakamura, Yasushi Ogimoto, Kenjiro Miyano, Hiroshi Sawa

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　77　(1)　2008年1月

    DOI： 10.1143/JPSJ.77.014712 　

    ISSN：0031-9015

  75. Optical probe of electrostatic-doping in an n-type Mott insulator 査読有り

    M. Nakamura, A. Sawa, H. Sato, H. Akoh, M. Kawasaki, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW B　75　(15)　2007年4月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.75.155103 　

    ISSN：1098-0121

  76. Orbital ordered structure of a manganite thin film observed by K-edge resonant X-ray scattering 査読有り

    Y. Wakabayashi, D. Bizen, H. Nakao, Y. Murakami, M. Nakamura, Y. Ogimoto, K. Miyano, H. Sawa

    SYNCHROTRON RADIATION INSTRUMENTATION, PTS 1 AND 2　879　1711-+　2007年

    DOI： 10.1063/1.2436399 　

    ISSN：0094-243X

  77. Ultrafast photoinduced magnetic moment in a charge-orbital-ordered antiferromagnetic Nd0.5Sr0.5MnO3 thin film 査読有り

    K. Miyasaka, M. Nakamura, Y. Ogimoto, H. Tamaru, K. Miyano

    PHYSICAL REVIEW B　74　(1)　2006年7月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.74.012401 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  78. Novel Orbital Ordering induced by Anisotropic Stress in a Manganite Thin Film, 査読有り

    Y. Wakabayashi, D. Bizen, H. Nakao, Y. Murakami, M. Nakamura, Y. Ogimoto, K. Miyano, H. Sawa

    Phys. Rev. Lett.　96　(1)　2006年

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.96.017202 　

  79. Dimensional crossover in transport property in manganite thin films with finely controlled lattice distortion 査読有り

    M Nakamura, M Izumi, K Miyano

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　74　(12)　3387-3390　2005年12月

    DOI： 10.1143/JPSJ.74.3387 　

    ISSN：0031-9015

  80. Critical phase control of the charge-orbital ordered manganite thin films 査読有り

    Y Ogimoto, M Nakamura, N Takubo, H Tamaru, M Izumi, K Miyano

    THIN SOLID FILMS　486　(1-2)　104-107　2005年8月

    DOI： 10.1016/j.tsf.2004.11.213 　

    ISSN：0040-6090

  81. Persistent and reversible all-optical phase control in a manganite thin film 査読有り

    N Takubo, Y Ogimoto, M Nakamura, H Tamaru, M Izumi, K Miyano

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　95　(1)　2005年7月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.95.017404 　

    ISSN：0031-9007

  82. Phase control through anisotropic strain in Nd0.5Sr0.5MnO3 thin films 査読有り

    M Nakamura, Y Ogimoto, H Tamaru, N Izumi, K Miyano

    APPLIED PHYSICS LETTERS　86　(18)　2005年5月

    DOI： 10.1063/1.1923754 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  83. Pseudomorphic strain effect on the charge-orbital ordering pattern in Pr0.5Sr0.5MnO3 epitaxial thin films 査読有り

    Y Ogimoto, N Takubo, M Nakamura, H Tamaru, M Izumi, K Miyano

    APPLIED PHYSICS LETTERS　86　(11)　2005年3月

    DOI： 10.1063/1.1885191 　

    ISSN：0003-6951

  84. Strain-induced crossover of the metal-insulator transition in perovskite manganites 査読有り

    Y Ogimoto, M Nakamura, N Takubo, H Tamaru, M Izumi, K Miyano

    PHYSICAL REVIEW B　71　(6)　2005年2月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.71.060403 　

    ISSN：1098-0121

  85. Antiferromagnetic coupling in ferromagnetic oxide trilayer films composed of Sr0.7Ca0.3RuO3 and La0.6Sr0.4MnO3 査読有り

    Y Uozu, T Nakajima, M Nakamura, Y Ogimoto, M Izumi, K Miyano

    APPLIED PHYSICS LETTERS　85　(14)　2875-2877　2004年10月

    DOI： 10.1063/1.1800284 　

    ISSN：0003-6951

  86. Relative contributions of lattice distortion and Coulomb interaction to resonant X-ray scattering in manganites 査読有り

    M Nakamura, M Izumi, N Ogawa, H Ohsumi, Y Wakabayashi, K Miyano

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　73　(10)　2802-2806　2004年10月

    DOI： 10.1143/JPSJ.73.2802 　

    ISSN：0031-9015

  87. Lack of influence of anisotropic electron clouds on resonant x-ray scattering from manganite thin films 査読有り

    Y. Wakabayashi, H. Sawa, M. Nakamura, M. Izumi, K. Miyano

    Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics　69　(14)　1-144414　2004年4月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.69.144414 　

    ISSN：0163-1829

  88. Lack of influence of anisotropic electron clouds on resonant x-ray scattering from manganite thin films 査読有り

    Y Wakabayashi, H Sawa, M Nakamura, M Izumi, K Miyano

    PHYSICAL REVIEW B　69　(14)　2004年4月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.69.144414 　

    ISSN：1098-0121

  89. Diffuse phase transition and magnetic-domain microstructures in a Cr-doped manganite thin film 査読有り

    H Oshima, Y Ishihara, M Nakamura, K Miyano

    PHYSICAL REVIEW B　63　(9)　2001年3月

    ISSN：1098-0121

    eISSN：1550-235X

  90. Persistent photoconductivity in a ferromagnetic-metallic state of a Cr-doped manganite thin film 査読有り

    H Oshima, M Nakamura, K Miyano

    PHYSICAL REVIEW B　63　(7)　2001年2月

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  91. Persistent photoconductivity in a ferromagnetic-metallic state of a Cr-doped manganite thin film

    Hirotaka Oshima, Masao Nakamura, Kenjiro Miyano

    Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics　63　(7)　2001年1月30日

    DOI： 10.1103/PhysRevB.63.075111 　

    ISSN：1098-0121

    eISSN：1550-235X

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MISC 4

  1. 空間反転対称性の破れた物質における量子力学的な光起電力「シフト電流」 査読有り

    中村優男, 五月女真人, 小川直毅, 川崎雅司, 川崎雅司

    応用物理　90　(2)　98-102　2021年

    ISSN： 0369-8009

  2. Bulk Photovoltaic Effect: A Modern View and Possible Applications

    Masao Nakamura, Masashi Kawasaki

    AAPPS Bulletin　30　(4)　22-28　2020年

  3. 光起電力の新しい量子力学的描像「シフト電流」 査読有り

    小川 直毅, 五月女 真人, 中村 優男, 森本 高裕

    日本物理学会誌　75　(3)　154-159　2020年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本物理学会

    DOI： 10.11316/butsuri.75.3_154 　

    ISSN： 0029-0181

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    <p>光起電力は現代社会に欠かすことのできない応用物性であり，太陽電池から各種光センサーまで広く利用されている．その歴史は長く，半導体p–n接合やショットキー接合に代表される"界面"の光起電力は180年ほど前から知られている．一方，1960年前後に空間反転対称性の破れた"バルク結晶"における光起電力が見出され，古典描像では説明できない巨大な起電力と特異な励起波長/偏光依存性を示すことから「異常光起電力効果」と呼ばれてきた．</p><p>近年，我々の理解が進み，この異常光起電力の起因が，光励起に際した電子雲の実空間変位（シフト）であることが明らかとなったため，「シフト電流」へと改称されつつある．物質中の電子による誘電分極は，現代的な観点では，波動関数の量子力学的位相（ベリー位相）により表現される．シフト電流はその光学遷移前後の変化に対応し，始状態（価電子帯）と終状態（伝導帯）のベリー位相の差によって発生していると捉えることができる．このベリー位相差は，理論的に電子雲重心の実空間シフトと同義であり，光学遷移の時間スケールで光電流が駆動されることになる．</p><p>最近私たちは，各種強誘電体で観測される光電流が，主にシフト電流に起因していることを，分光実験と理論計算の比較により明らかにした．</p><p>通常，光起電力や光電流は試料に金属の電極を用意して配線を行い，増幅器等の電子回路を介して，オシロスコープや電圧/電流計で計測されている．しかし，シフト電流の本質的な高速性により，そのダイナミクスを明らかにするためには別の実験手法が必要となる．反転対称性の破れた試料にパルス光を照射した際には，パルス状のシフト電流が発生し，この短時間の電荷運動は電磁波を放射する．この電磁波を定量的に検出することにより，電極や測定回路に依存しない，非接触での超高速光電流測定が可能となる．これはテラヘルツ放射分光と呼ばれる計測法の一種である．</p><p>また近年では，バンド構造の第一原理計算からシフト電流の励起スぺクトルが定量的に予測できるようになっている．これら実験と計算を比較することにより，シフト電流の励起ダイナミクス，またベリー位相への依存性が理解できるようになってきた．</p><p>シフト電流は一種の分極電流であり，指向性を持ち，ボルツマン輸送理論で記述される通常の散逸電流とは質的に異なった性質を示す．量子力学的位相が観測値に現れるという点も興味深い．シフト電流は電流源とみなすことも可能であり，発生する起電力の大きさは試料の内部抵抗の関数となるため，物質のバンドギャップには制限されない．その超高速性，さらには赤外波長域での高効率光検出法としてなど，シフト電流は基礎/応用両面から大きな注目を集めている．</p>

  4. 強相関電子系の薄膜におけるスピン超構造 査読有り

    中村優男, 川﨑雅司, 十倉好紀

    表面化学　32　(3)　128-133　2011年

    出版者・発行元： The Surface Science Society of Japan

    DOI： 10.1380/jsssj.32.128 　

    ISSN： 0388-5321

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    Realizing an electronic phase competition in a material is a promising approach to induce a large electronic change by a small external field. One of typical materials showing the phase competition is the half-doped perovskite manganite, in which the ground state drastically changes between the antiferromagnetic-insulating (AFM-I) and ferromagnetic-metallic (FM-M) states depending on the slight difference in the band width. Near the phase boundary, the two phases coexist and compete with each other, giving rise to a gigantic field response like the colossal magnetoresistance. We show in this paper the observation of a self-organized anisotropic phase separation with use of a microwave impedance microscope for a thin film of Nd0.5Sr0.5MnO3, which locates on the verge of the phase boundary. We also show an artificially tailored phase separation and its magnetic control realized in superlattices composed of Pr0.5Ca0.5MnO3 (AFM-I) and La0.5Sr0.5MnO3 (FM-M).

講演・口頭発表等 24

  1. Temperature-Programmable Bulk Photovoltaic Effect in Ionic Intramolecular Charge Transfer Complexes

    Gurvan Bosser, Justin Llandro, Naoki Ogawa, Masao Nakamura, Yoshinori Tokura, Satoshi Okamoto

    2026年第73回応用物理学会春季学術講演会　2026年3月18日

  2. Photocurrent with a quantum geometric origin in halide semiconductor thin films 招待有り

    Masao Nakamura

    JPS symposium : Recent progress in topological matters　2025年9月16日

  3. エピタキシャル薄膜成長で拓くハライドの光電子物性の新展開 招待有り

    中村優男

    2025年度 理研RAP & 東北大学 第1回連携ワークショップ　2025年7月29日

  4. 引張歪みを導入した CuI 薄膜におけるシフト電流観測

    松田 優馬, 中村 優男, 川﨑 雅司

    2025年第72回応用物理学会春季学術講演会　2025年3月16日

  5. 分子線エピタキシー法で作製したCsGeI3高品質薄膜のシフト電流

    三木 孝馬, 中村 優男, 小川 直毅, 十倉 好紀, 川﨑 雅司

    2025年第72回応用物理学会春季学術講演会　2025年3月16日

  6. Exciton-enhanced nonlinear photocurrent response in halide heterostructures 国際会議 招待有り

    Masao Nakamura

    Topological Nonlinear Optics in Quantum Materials　2025年2月21日

  7. MBE成長したCuI薄膜における 巨大な励起子シフト電流の観測

    中村 優男, 安波 貴広, 詹 楊皓, 黃 奕軒, 郭 光宇, Yajian Hu, 小川 直毅, 招 宜伶, 于 秀珍, 森本 高裕, 永長 直人, 十倉 好紀, 川﨑 雅司

    第71回 応用物理学会 春季学術講演会　2024年3月25日

  8. シフト電流が拓く新しい光電変換機能と励起子物性 招待有り

    中村優男

    日本物理学会 2024年春季大会　2024年3月21日

  9. Direct observation of exciton shift current in a noncentrosymmetric widegap semiconductor

    Masao Nakamura, Takahiro Yasunami, Yang-Hao Chan, Yi-Shiuang Huang, Guang-Yu Guo, Yajian Hu, Naoki Ogawa, Yiling Chiew, Xiuzhen Yu, Takahiro Morimoto, Naoto Nagaosa, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki

    APS March Meeting　2024年3月4日

  10. Gigantic exciton shift current in a noncentrosymmetric widegap semiconductor

    Masao Nakamura, Takahiro Yasunami, Yang-Hao Chan, Yi-Shiuang Huang, Guang-Yu Guo, Yajian Hu, Naoki Ogawa, Yiling Chiew, Xiuzhen Yu, Takahiro Morimoto, Naoto Nagaosa, Yoshinori Tokura, Masashi Kawasaki

    CEMS symposium on Emergent Quantum Materials 2024　2024年2月22日

  11. フッ化物基板上の エピタキシャルCuI薄膜における格子整合の影響

    米虫 遼太郎, 中村 優男, 安波 貴広, 十倉 好紀, 川﨑 雅司

    第84回 応用物理学会秋季学術講演会　2023年9月21日

  12. MBE成長したCuI薄膜における金属的な低温伝導特性の観測

    安波 貴広, 中村 優男, 小川 直毅, 十倉 好紀, 川﨑 雅司

    2023年 第70回応用物理学会 春季学術講演会　2023年3月17日

  13. 膜厚制御されたPbI2薄膜における二次元励起子閉じ込め効果

    中村 優男, 難波 隆一, 安波 貴広, 小川 直毅, 十倉 好紀, 川﨑 雅司

    2023年 第70回応用物理学会 春季学術講演会　2023年3月17日

  14. 配向制御したCuI薄膜における 歪み誘起バンド構造変化

    中村 優男, 稲垣 宗太朗, 岡村 嘉大, 荻野 槙子, 高橋 陽太郎, 足立 精宏, 橋爪 大輔, 十倉 好紀, 川﨑 雅司

    2022年 第83回応用物理学会 秋季学術講演会　2022年9月20日

  15. 分子性結晶における非線形光電流応答 招待有り

    中村優男

    日本物理学会 第77回年次大会「分子性結晶におけるトポロジカル物性の展開」　2022年3月18日

  16. Nonlinear photocurrent generation in halide and organic polar semiconductors

    Masao Nakamura

    CEMS Topical Online Meeting “Nonlinear electric and optical responses in quantum materials”　2022年3月3日

  17. 量子位相に駆動される低散逸で高速応答の シフト電流光電変換 招待有り

    中村優男

    分子研研究会「エネルギー科学の最前線：階層横断的な理解に向けて」　2022年2月28日

  18. 量子力学的位相に駆動されるシフト電流の実験検証 招待有り

    中村優男

    東京工業大学 量子物理学・ナノサイエンス第329 回セミナー　2022年1月7日

  19. Shift current of topological origin in polar semiconductors 招待有り

    Masao Nakamura

    Material Research Meeting 2021　2021年12月15日

  20. Molecular beam epitaxy of single-crystalline iodide films toward the development of halide electronics 招待有り

    Masao Nakamura

    Annual Meeting and Status Seminar of DFG Research Group FOR2857 “Copper Iodide as Multifunctional Semiconductor“　2021年9月30日

  21. 層状化合物BiI3薄膜のエピタキシャル成長と光学特性評価

    安波 貴広, 中村 優男, 稲垣 宗太朗, 豊田 新悟, 小川 直毅, 十倉 好紀, 川﨑 雅司

    第82回応用物理学会秋季学術講演会　2021年9月13日

  22. Extremely sharp free exciton emission in heteroepitaxial cuprous iodide thin films grown by MBE

    M. Nakamura, S. Inagaki, Y. Okamura, M. Ogino, Y. Takahashi, L. C. Peng, X. Z. Yu, Y. Tokura, M. Kawasaki

    2021 Virtual MRS Spring Meeting　2021年4月19日

  23. ヘテロエピタキシャル成長したCuI 単結晶薄膜における自由励起子発光

    稲垣宗太朗, 中村優男, 岡村嘉大, 荻野槙子, 高橋陽太郎, Licong Peng, Xiuzhen Yu, 十倉好紀, 川﨑雅司

    第68回応用物理学会春季学術講演会　2021年3月18日

  24. 大きな電子分極を持つ有機・ハライド 強誘電体における低散逸で高速応答のシフト電流発生 招待有り

    中村優男

    第5回 分子性固体オンラインセミナー　2021年1月19日

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産業財産権 3

  1. 光電変換素子、光センサ、発電装置、及び光電変換方法

    中村 優男, 川崎 雅司, 十倉 好紀, 永長 直人, 森本 高裕, 金子 良夫

    産業財産権の種類: 特許権

  2. 磁気素子、スキルミオンメモリ、スキルミオンメモリ搭載固体電子デバイス、データ記録装置、データ処理装置及び通信装置

    中村 優男, 松野 丈夫, 川崎 雅司, 十倉 好紀, 金子 良夫

    産業財産権の種類: 特許権

  3. 太陽電池

    小椎八重, 中村 優男, 川崎 雅司, 永長 直人, 田口 康二郎, 十倉 好紀, 古川 信夫

    産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 7

  1. キメラ準粒子の分子科学

    谷口 耕治, 中村 優男, 三輪 真嗣, 廣部 大地, 安藤 吉勇

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究機関：Tokyo Institute of Technology

    2024年4月 ～ 2029年3月

  2. 三方晶系極性有機結晶の構築とバルク光起電流効果デバイスへの応用

    瀧宮 和男, 川畑 公輔, 中村 優男

    2025年6月27日 ～ 2028年3月31日

  3. 高品質単結晶薄膜・界面による金属ハライド X-nics の基盤構築

    川崎 雅司, 中村 優男

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    研究機関：The University of Tokyo

    2022年4月 ～ 2027年3月

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    本研究の目的は、多彩な機能を持つハライドの薄膜やヘテロ界面で発現する新しい物性と機能を開拓することである。薄膜を用いた精密な物性測定や理想的なヘテロ界面を実現するためには高品質な単結晶薄膜がまず必要となるが、ハライドでは薄膜成長技術が未熟であり、単結晶薄膜の作製報告はこれまで皆無であった。そこで、研究初年度である今年度は、ハライドのエピタキシャル薄膜成長技術の確立に向けて、MBE法によるp型ワイドギャップ半導体のヨウ化銅(CuI)と層状半導体のヨウ化鉛(PbI2)の薄膜成長に取り組んだ。CuIに関しては、格子整合の良いInAsを基板に用いることで、配向を(001), (110), (111)の3方向に制御した単結晶薄膜を作製することに成功した。また、吸収端近傍に現れる鋭い励起子共鳴を利用して、基板からのエピタキシャル歪みによって価電子帯上端のバンドが分裂することを高精度で検出し、歪みとバンド構造変化を関係づける変形ポテンシャルを精密に決定した(Phys. Rev. B 106, 125307 (2022))。PbI2においても、原子層レベルで表面平坦な単結晶薄膜の作製プロセスを確立した。この条件で膜厚を3から50原子層の間で系統的に変化させた薄膜を作製し、量子井戸層幅が励起子ボーア直径と同程度となる領域において、励起子の強い閉じ込め状態から弱い閉じ込め状態へのクロスオーバーが起こることを、層状半導体において初めて実験的に検出することに成功した(Appl. Phys. Lett. 122, 073101 (2023))。なお、ハライドを基軸としつつ様々な物性を有する異種材料との接合作製による機能創成も研究のスコープに含めており、ヒ化物、カルコゲン化物、酸化物などトポロジカル物性を示す薄膜作製と電子輸送現象の研究を並行して行い、多数の成果を得た。

  4. 高品質ハライド強誘電体薄膜を基盤とするシフト電流光電変換のデバイス実証

    中村 優男

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Institute of Physical and Chemical Research

    2020年4月 ～ 2023年3月

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    昨年度に、強誘電半導体のSbSIとp型透明導電体のCuIの高品質薄膜をMBE法で作製する方法を確立した。今年度は、両者をヘテロ接合化し、薄膜積層方向にシフト電流を発生させるような素子構造の作製に取り組んだ。昨年度作製したSbSI薄膜は、面直方向は分極方向であるc軸に配向していたが、面内配向はほぼランダムであった。一方、今年度はInAsの(110)面を基板に用いることで、薄膜の面内配向も揃えることが可能であることを明らかにした。また、CuIとInAsは格子整合が良く、InAs基板上にCuI薄膜をコヒーレントエピタキシャル成長できることを昨年度に確立した。以上より、InAs(110)基板を用いることで、SbSIとCuIのエピタキシャル薄膜同士をヘテロ接合化することが可能となった。そこで、p型ドープしたInAs(110)基板上にSbSIをCuIの透明電極で挟んだ全ヨウ化物積層構造を形成し、積層方向での光起電力測定を行った。その結果、可視光照射によって起電力の発生を観測した。上下の電極が同じCuIであることから、光起電力の起源がシフト電流であると示唆される。 さらに、可視光域で強い光吸収を持つ二次元層状半導体のBiI3の薄膜成長にも取り組み、原子レベルで平坦な高品質の単結晶薄膜を作製することにも成功した。作製した薄膜では、高い結晶性を反映した低温で非常に鋭い励起子共鳴が観測された。今後、このような層状ハライド薄膜におけるシフト電流などの非線形光電流応答の観測が期待される。

  5. バルク光起電力効果による光電変換プロセスの機構解明と高効率化に向けた新材料開拓 競争的資金

    中村 優男

    2016年10月 ～ 2020年3月

  6. 新しい太陽電池材料の開拓を目指した分極超構造の作製

    中村 優男

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    研究機関：Institute of Physical and Chemical Research

    2015年4月 ～ 2017年3月

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    極性を持つ物質で発現するバルク光起電力効果は、高効率太陽電池を実現する新しい光電変換の原理となる可能性を有する。本研究では、本来極性を持たないモット絶縁体であるLaFeO3を他の絶縁体と接合させることで、接合界面の極性不整合に誘起された自発分極を発現させることに成功した。自発分極の存在によって、光電流の符号が膜厚や界面の終端面によって変化するという異常な光起電力効果が発現することを明らかにした。また、分極が誘起されたLaFeO3接合では、極性のないモット絶縁体接合に比べて光電流発生に寄与する活性層が厚くなり、光電変換性能が向上することを示した。

  7. 酸化物人工超格子における電荷とスピン秩序の相分離構造

    中村 優男

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究機関：The Institute of Physical and Chemical Research

    2009年 ～ 2010年

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    化学組成がわずかに異なるだけで、強磁性金属と反強磁性絶縁体という互いに競合する電子相をそれぞれ示す2種類のペロブスカイト型Mn酸化物をナノメーターレベルで交互積層した人工超格子を作製した。伝導磁気特性測定、光学スペクトル測定、及び放射光X線回折により、作製した人工超格子では期待通り2相が共存していることを明らかにした。さらに、磁場や電場によって超格子中の電子相境界の位置を変化させ、その結果として伝導度や磁化の大きさを連続的に制御できることを明らかにした。

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社会貢献活動 2

  1. 光を分解してみよう！ 太陽電池と色の世界

    ぶらりがく for You

    2025年12月7日 ～

  2. 電子の波がひらく物質科学の世界― 半導体から日本発祥の太陽電池まで ―

    東京都立小松川高等学校 大学模擬講義

    2025年10月8日 ～