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研究者情報

データ更新日:2017年05月23日

新井 豊子 (あらい とよこ) 教授 ARAI Toyoko

メール 研究室ウェブサイト

所属組織・役職等

理工研究域 数物科学系

教育分野

【学士課程】
理工学域 数物科学類
【大学院前期課程】
自然科学研究科 数物科学専攻 ナノ物理学
【大学院後期課程】
自然科学研究科 数物科学専攻 ナノ物理学

所属研究室等

ナノ物理学研究室 TEL:076-264-5660 FAX:076-264-5739

学歴

【出身大学院】
東京工業大学 修士課程 理工学研究科 応用物理学専攻 1987/03 修了
東京工業大学 博士課程 生命理工学研究科 バイオテクノロジー専攻 1996/03 修了
【出身大学】
東京工業大学 理学部 応用物理学科 1985/03 卒業
【取得学位】
博士(工学)

職歴

北陸先端科学技術大学院大学材料科学研究科 材料科学研究科 助手(1996/04/01-2005/08/31)
筑波大学大学院数理物質科学研究科 大学院数理物質科学研究科 助教授(2005/09/01-2007/03/15)
金沢大学大学院自然科学研究科(2007/03/16-)

生年月

所属学会

応用物理学会 人材育成・男女共同参画委員(2005-2009)
応用物理学会 代議員(2016-2017)
応用物理学会 論文賞委員会委員(2014-2015)
日本物理学会
電気化学会
日本表面科学会

学内委員会委員等

受賞学術賞

○平成16年度 ナノプローブテクノロジー賞(2004)

専門分野

薄膜・表面界面物性、ナノ材料化学

専門分野キーワード

表面科学、走査型プローブ顕微鏡

研究課題

超高真空非接触原子間力顕微鏡を用いたナノ力学的分光学研究

走査型相互作用分光顕微鏡の開発とナノ構造創製への応用

著書

  • 走査プローブ顕微鏡—正しい実験とデータ解析のために必要なこと— 共立出版 2009/03 原著書 共著 新井豊子 978-4-320-03381-8
  • ナノテクのための工学入門 共立出版 2007/01 原著書 共著 新井豊子 978-4-320-07173-5
  • Micro-kinetics and dynamics of individual active sites in catalytic reactions 2001/08 原著書 共著 M. Tomitori and T. Arai 4-907837-06-2
  • Noncontact Atomic Force Microscopy 2002 原著書 共著 3-540-43117-9
  • 原子分子のナノ力学 丸善 2003/01 原著書 共著 富取正彦、新井豊子 978-4-621-07136-6

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  • 実践ナノテクノロジー・走査プローブ顕微鏡と局所分光 裳華房 2005/11 原著書 共著 富取正彦、新井豊子 4-7853-6907-8
  • 問題と解説で学ぶ表面科学  第1章 1.19 原子間力顕微鏡(AFM)による化学結合力計測 共立出版 2013/10 原著書 分担執筆 新井 豊子 978-4-320-03374-0

論文

  • Atomic resolution force microscopy imaging on a strongly ionic surface with differently functionalized tips T. Arai, S. Gritschneder, L. Tröger and M. Reichling J. Vac. Sci. Technol. B 28巻 6号 1279頁 2010/06 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Electric conductance through chemical bonding states being formed between a Si tip and a Si(111)7x7 surface by bias-voltage noncontact atomic force spectroscopy PHYSICAL REVIEW B 73巻 7号 073307頁 2006 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Adsorption State of 4,4’’-Diamino-p-terphenyl through an Amino Group Bound to Si(111)-7x7 Surface Examined by X-ray Photoelectron Spectroscopy and Scanning Tunneling Microscopy 西村高志、板橋敦、笹原亮、村田英幸、新井豊子、富取正彦 J. Phys. Chem. C 114巻 25号 11109頁 2010/04 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • A Si nano-pillar grown on a Si tip by AFM in UHV for a high-quality scanning probe APPLIED PHYSICS LETTERS 86巻 7号 073110頁 2005 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Low-flux elucidation of initial growth of Ge clusters deposited on Si(111)-7x7 observed by scanning tunneling microscopy Z.A.Ansari,T.Arai,and M.Tomitori Phys.Rev.B 79巻 033302頁 2009/04 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)

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  • Observation of Electronic States on Si(111)-7x7 through Short-Range Attractive Force with Noncontact Atomic Force Spectroscopy PHYSICAL REVIEW LETTERS 93巻 25号 256101頁 2004 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Carbon tips as sensitive detectors for nanoscale surface and sub-surface charge NANOTECHNOLOGY 15巻 1302-1306頁 2004 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Atomic force microscope Si tip with Ge clusters with the capability of remoulding by heating NANOTECHNOLOGY 18巻 8号 084020頁 2007 査読有 原著論文
  • Evidence of temperature dependence of initial adsorption sites of Ge atoms on Si(111)-7x7 APPLIED PHYSICS LETTERS 88巻 171902頁 2006 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Energy spectra of electrons backscattered from sample surfaces with hetero structures using field emission scanning tunneling microscopy JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REV 45巻 3B号 2278-2282頁 2006 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Hexagonal arrangement of Ge clusters self-organized on a template of half unit cells of Si(111)-7 x 7 observed by scanning tunneling microscopy SURFACE SCIENCE LETTERS 574巻 17-22頁 2005 査読有 原著論文
  • Detection improvement for electron energy spectra for surface analysis using a field emission scanning tunneling microscope JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REV 42巻 7B号 4837-4840頁 2003 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Interplay between nonlinearity, scan speed, damping, and electronics in frequency modulation atomic-force microscopy PHYSICAL REVIEW LETTERS 89巻 14号 146104頁 2002 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • DNA molecules sticking on a vicinal Si(111) surface observed by noncontact atomic force microscopy APPLIED SURFACE SCIENCE 188巻 474-480頁 2002 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Germanium islands grown on a Si(111)7x7 surface observed by noncontact atomic force microscopy with simultaneous imaging on damping APPLIED SURFACE SCIENCE 188巻 292-300頁 2002 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • An applicability of scanning tunneling microscopy for surface electron spectroscopy SURFACE SCIENCE 493巻 49-55頁 2001 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Simultaneous imaging of tunneling current and damping energy by noncontact-AFM in ultrahigh vacuum APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING 72巻 51-54頁 2001 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Simultaneous imaging of tunneling current variation by noncontact atomic force microscopy in ultrahigh vacuum JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REV 39巻 6B号 3753-3757頁 2000/06 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Bias dependence of Si(111)7x7 images observed by noncontact atomic force microscopy APPLIED SURFACE SCIENCE 157巻 207-211頁 2000 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Atomic force microscope tip sharpening and evaluation by electric field confinement using a metal grid approached to the tip JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 18巻 2号 648-652頁 2000 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Energy spectrum of backscattered electrons excited by a field emission STM with a build-up [111]-oriented W tip APPLIED SURFACE SCIENCE 144145巻 123-127頁 1999 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Interaction measurements between a tip and a sample in proximity region controlled by tunneling current in a UHV STM-AFM APPLIED SURFACE SCIENCE 144145巻 501-504頁 1999 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Tip cleaning and sharpening processes for noncontact AFM in UHV APPLIED SURFACE SCIENCE 140巻 432-438頁 1999 査読有 原著論文
  • Removal of contamination and oxide layers from UHV-AFM tips APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING 66巻 319-323頁 1998 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Scanning Auger electron microscopy evaluation and composition control of cantilevers for ultrahigh vacuum atomic force microscopy JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REV 36巻 6B号 3855-3859頁 1996/06 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Effects of electric potentials on surface forces in electrolyte solutions JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 14巻 2号 1378-1382頁 1996 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Analysis of surface forces on oxides in aqueous solutions using AFM THIN SOLID FILMS 273巻 322-326頁 1996 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Effect of tip shape on force-distance curves of AFM in aqueous electrolytes JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY 374巻 269-273頁 1994 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • 走査型プローブ顕微鏡にみる電圧印加のナノ力学的相互作用 富取正彦,新井豊子 表面科学 29巻 4号 239-245頁 2008 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • 極薄水膜内の固液界面の原子スケール周波数変調AFM 観察 新井豊子 顕微鏡 51巻 2号 72頁 2016/08 査読有 総説
  • Influence of atomic tip structure on the intensity of inelastic tunneling spectroscopy data analyzed by combined scanning tunneling spectroscopy, force microscopy, and density functional theory Norio Okabayashi, Alexander Gustafsson, Angelo Peronio, Magnus Paulsson, Toyoko Arai, Franz J. Giessibl Physical Review B 93巻 16号 165415頁 2016/04/15 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Amplitude dependence of image quality in atomically-resolved bimodal atomic force microscopy H. Ooe, D. Kirpal, D. S. Wastl, A. J. Weymouth, T. Arai, F. J. Giessibl Applued Physics Letters 109巻 14号 141603頁 2016/10 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Evaluation and optimization of quartz resonant-frequency retuned fork force sensors with high Q factors, and the associated electric circuits, for non-contact atomic force microscopy Review of Scientific Instruments 87巻 2号 023702頁 2016/02 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Atomic-scale electric capacitive change detected with a charge amplifier installed in a non-contact atomic force microscope Applied Physics Express 9巻 046601頁 2016/02/25 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Atom-resolved analysis of an ionic KBr(001) crystal surface covered with a thin water layer by frequency modulation atomic force microscopy Langmuir 31巻 13号 3876-3883頁 2015/03 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)
  • Thermal transformation of 4,4″-diamino- p -terphenyl on a Si(111)-7 × 7 surface analyzed by X-ray photoemission spectroscopy and scanning tunneling microscopy Journal of Physical Chemistry C 118巻 43号 25104-25109頁 2014/10/06 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌) 
  • Resonance frequency-retuned quartz tuning fork as a force sensor for noncontact atomic force microscopy Hiroaki Ooe, Tatsuya Sakuishi, Makoto Nogami, Masahiko Tomitori, Toyoko Arai Applued Physics Letters 105巻 4号 043107頁 2014/07 査読有 原著論文 研究論文(学術雑誌)

講演・口頭発表等

  • Si(111)-(7x7)表面を試料とした非接触原子間力顕微鏡で検出されるエネルギー散逸機構の研究(会議名:日本物理学会第72回年次大会)(2017/03/17)
  • 周波数変調原子間力顕微鏡法を応用した金ナノ接点の力学的特性の解析(会議名:日本物理学会第72回年次大会)(2017/03/17)
  • 超高真空原子間力顕微鏡によるエネルギー散逸計測の高感度化(会議名:日本顕微鏡学会走査型プローブ顕微鏡分科会研究会)(2017/02/03)
  • 周波数変調原子間力顕微鏡を組み込んだ透過型電子顕微鏡による金ナノ接点の力学‐構造特性の同時測定(会議名:第36回表面科学学術講演会)(2016/11/29)
  • 非接触原子間力顕微鏡で検出されるエネルギー散逸機構の研究(会議名:第64回応用物理学会春季学術講演会)(2017/03/14)

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  • NC-AFMの力センサー用音叉型水晶振動子の特性と感度(会議名:第64回応用物理学会春季学術講演会)(2017/03/14)
  • 大気中周波数変調原子間力顕微鏡による極薄水膜中のマイカ表面の観察(会議名:第64回応用物理学会春季学術講演会)(2017/03/14)
  • 探針のつくる力場中のCO分子の振動分光(会議名:日本物理学会2016年秋季大会)(2016/09/13)
  • 非接触原子間力顕微鏡におけるエネルギー散逸機構の研究(会議名:日本物理学会2016年秋季大会)(2016/09/13)
  • 周波数変調原子間力顕微鏡を組み込んだ透過型電子顕微鏡による金ナノ接点の力学特性の計測(会議名:日本物理学会2016年秋季大会)(2016/09/13)
  • 金ナノ接点の電気的・力学的特性の同時測定およびその解析(会議名:日本物理学会2016年秋季大会)(2016/09/13)
  • Atom-resolved analysis of mica surfaces covered with a thin water layer in air by frequency modulation atomic force microscopy (会議名:第19回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2016/07/25)
  • Effect of amplitudes on bimodal FM-AFM in ambient condition (会議名:第19回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2016/07/25)
  • Influence of the atomic-scale tip apex on the IETS vibrational spectroscopy of single molecules(会議名:第19回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2016/07/25)
  • FM-AFMを用いた金ナノ接点の電気的・力学的特性の測定(会議名:日本顕微鏡学会 第72回学術講演会)(2016/06/14)
  • 大気中周波数変調原子間力顕微鏡による極薄水膜中の固体表面の原子分解能観察(会議名:日本顕微鏡学会 第72回学術講演会)(2016/06/14)
  • Nanoscale analysis by combined spectroscopies based on non-contact atomic force microscopy under a bias voltage (会議名:第13回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2010/08)
  • Development of SPM instruments and tip preparation for force sensors(会議名:第13回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2010/08)
  • Tip-sample distance dependence of the output of a charge amplifier in NC-AFM(会議名:第18回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2015/09/07)
  • Simultaneous NC-AFM imaging with current and damping energy using a retuned fork sensor with a high Q-value(会議名:第18回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2015/09/07)
  • Dissipation decrease in a proximity region enhanced with a hydrogen-terminated Si tip in non-contact atomic force microscopy(会議名:第18回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2015/09/07)
  • Nanoscale capacitive analysis of surface states using a charge amplifier based on non-contact atomic force microscopy(会議名:第17回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2014/08/04)
  • Atom-resolved FM-AFM imaging of a KBr(001) surface covered with water layers in air with high humidity(会議名:第17回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2014/08/04)
  • High Q-value and noise reduction for a retuning quartz force sensor(会議名:第17回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2014/08/04)
  • Atomic contrast change of NH3–reacted Si(111)-7x7 surfaces observed by non-contact atomic force microscopy(会議名:第17回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2014/08/04)
  • 非接触原子間力顕微鏡用二本プロング水晶振動子力センサー(会議名:第74回応用物理学会秋期学術講演会)(2013/09/16)
  • Analysis of surface electronic states using nc-AFM with a charge amplifier(会議名:第16回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2013/08/05)
  • Two-prong type force sensor based on a quartz tuning fork for nc-AFM(会議名:第16回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2013/08/05)
  • Feedback control responsible for contrast change in nc-AFM images(会議名:第16回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2013/08/05)
  • Decrease in electrostatic force in a tunneling region detected by nc-AFM/STM(会議名:第16回非接触原子間力顕微鏡国際会議)(2013/08/05)
  • "Surface electron spectroscopy based on nc-AFM with changing bias voltage at closer tip-sample separations", 10th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures(ACSIN10) at Granada Conference Centre, Granada in Spain. 2009/09/21 (2009)
  • "From non-contact to atomic scale contact between a Si tip and a Si surface analyzed using an nc-AFM and nc-AFS based instrument", 12th international conference on noncontact atomic force microscopy(ncAFM2009) at Yale Univ. in USA. 2009/08/11 (2009)
  • 日本物理学会第65回年次大会において、海外から2名の研究者を招聘し、シンポジウム"Force Spectroscopy and Tunneling Spectroscopy by SPM and related techniques"を企画し、自身の研究成果も講演した。(2009)
  • "Development of quartz force sensors for noncontact atomic force microscopy/spectroscopy", 12th international conference on noncontact atomic force microscopy(ncAFM2009) at Yale Univ. in USA. 2009/08/11 (2009)
  • 「走査型トンネル顕微鏡/非接触原子間力顕微鏡で捉えるナノサイエンス」2009年度 日本物理学会北陸支部定例学術講演会 2009/12/05(2009)
  • 第70回応用物理学術講演会(2009年9月)において、シンポジウム「非接触原子間力顕微鏡で拓くナノテク最前線」を企画し、自身の研究成果も講演した。(2009)

芸術・フィールドワーク

特許

○走査型プローブ顕微鏡用探針の製造方法(公開年月:2004/10/01)(特許番号:3753701)
○ポジショニング機構、及び、それを用いた顕微鏡(出願国名:日本、米国、ドイツ、スエーデン)(特許番号:4644821)

共同研究希望テーマ

科研費

○基盤研究(B)「探針-試料間電圧印加チューニングによる結合形成過程の原子分解能・顕微分光解析」(2008-2011) 代表者
○挑戦的萌芽研究「超高感度電気容量測定法の開発による単分子デバイスへの展開」(2009-2010) 代表者
○基盤研究(B)「共鳴的相互作用を利用した1分子の力学・電子物性計測」(2005-2007) 代表者
○基盤研究(C)「表面相互作用力の特性を利用した超高真空原子間力顕微鏡による表面電子状態の解析」(2000-2001) 代表者
○奨励研究(A)(1968-2001)「超高真空原子間力顕微鏡のための"その場"単原子探針形成法と組成制御法の研究」(1997-1998) 代表者
○基盤研究(B)「走査型プローブ顕微鏡による2物体接近時のトンネル障壁崩壊に伴う力と電流変化の解析」(2012-2014) 代表者

学域・学類担当授業科目

○物性物理学(2017)
○物理実験1(2017)
○プレゼン・ディベート論(初学者ゼミⅡ)(2017)
○物性物理学序論(2017)
○初学者ゼミⅠ(2017)
○物理学実験(2017)
○プレゼン・ディベート論(初学者ゼミⅡ)(2017)
○物理実験2(2017)
○物性物理学序論(2016)
○物性物理学(2016)
○物理実験1(2016)
○物理実験2(2016)
○物理学実験(2016)
○物理実験2(2015)
○物理実験1(2015)
○物性物理学序論(2015)
○数物科学の世界(2015)
○物理学の世界(2015)
○物性物理学(2015)
○物理学Ⅱ(2015)
○物理学Ⅰ(2015)
○物理学Ⅰ(2014)
○物理学Ⅱ(2014)
○物理実験1(2014)
○物理実験2(2014)
○物性物理学序論(2014)
○物性物理学(2014)

大学院担当授業科目

○表面科学特論(2017)
○研究者として自立するために(2017)
○研究者として自立するために(2017)
○固体物理学b(2017)
○固体物理学a(2017)
○国際研究インターンシップ(2017)
○ゼミナールB平成29年度入学生用(2017)
○国際研究インターンシップ(2017)
○研究者倫理(2017)
○課題研究B平成29年度入学生用(2017)
○演習B平成29年度入学生用(2017)
○海外研究留学(2017)
○表面科学特論(2017)
○表面科学特論(2017)
○表面科学特論(2017)
○固体物理学a(2016)
○固体物理学b(2016)
○固体物理学(2016)
○海外研究留学(2016)
○国際研究インターンシップ(2016)
○表面科学特論(2015)
○ゼミナールB平成27年度入学生用(2015)
○固体物理学(2015)
○演習B平成27年度入学生用(2015)
○課題研究B平成27年度入学生用(2015)
○表面科学特論(2014)
○表面分析特論(2014)
○表面間力特論(2014)
○固体物理学(2014)
○ゼミナールB平成26年度入学生用(2014)
○演習B平成26年度入学生用(2014)
○課題研究B平成26年度入学生用(2014)

他大学の客員教授

○北陸先端科学技術大学院大学

教育活動(FD)に関する研究

国際事業協力

留学生参加の社会活動

審議会等の参加

○日本学術振興会 特別研究員等審査会専門委員(2008/08/01-2009/07/31)
○日本学術振興会 特別研究員等審査会専門委員(2009/08/01-2010/07/31)
○日本学術振興会 科学研究費委員会科学研究費委員会専門委員(2010/12/01-2011/11/30)
○日本学術振興会 科学研究費委員会科学研究費委員会専門委員(2011/12/01-2012/11/30)

講演可能なテーマ

その他公的社会活動

○独立行政法人 日本学術振興会(2006-2007) 科学研究費委員会専門委員

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