創る:材料創製とプロセス設計

合成、熱処理、薄膜形成、組織制御を通じて、材料のつくり方と機能の関係を探究します。 ナノスケール材料やスピン機能材料を対象に、プロセス・構造・特性のつながりを明らかにし、 新しい材料設計へと展開します。

[材料創製・プロセス / 薄膜・組織制御 / メッキ / スピン・電子材料]

理解する:電子構造・スピン・フォノンから物性を読む

材料機能は、電子状態、スピン、格子振動、局所構造が複雑に関わり合って発現します。 観測しにくい内部自由度や相互作用を可視化し、 物性が生まれる仕組みを物理の立場から明らかにします。

[電子構造 / スピン / フォノン / 物性物理]

制御する:非平衡ダイナミクスと機能応答

材料の性質は、静的な構造だけでなく、時間とともに変化する応答の中にも現れます。 磁化反転、緩和、ゆらぎ、相変化などの非平衡ダイナミクスを捉え、 機能発現の理解から制御原理の構築へとつなげます。

[非平衡 / ダイナミクス / 相変化 / 磁化反転]

統合する:実験・計算・データで材料研究を加速する

放射光計測、ノイズ信号処理、第一原理計算、連成解析、データサイエンスを横断的に組み合わせ、 材料の理解と設計を統合的に進めます。 実験と計算を往復しながら、AIも活用して次世代機能材料の探索を加速します。

[放射光X線 / ノイズ信号処理 / 計算科学 / 連成解析 / AI・データ科学]

配属希望の学生さんへ

News

ニュース

  • 論文
    NEW 東京理科大学小嗣研究室OB増澤君を主著とする、熱エントロピーを考慮した拡張ランダウモデルに関する論文「Explainable analysis of the complex maze magnetic domain structure through extension of the Landau free energy model by adding an entropy feature」が、国際学術雑誌「Scientific Report」にアクセプトされました。
  • 論文
    NEW 東京理科大学小嗣研究室M2石川君を主著とする、フェルミ面の機械学習に関する論文「Anomaly Detection of Fermi Surface Morphology in Co2MnGaxGe1-x via Interpretable Machine Learning」が、国際学術雑誌「Scientific Report」にアクセプトされました。
  • ニュース
    NEW 山崎准教授は、2026年2月1日付で東京理科大学(小嗣研究室)から横浜国立大学 工学研究院(材料工学EP)へ異動し、主宰者(PI)として物性情報材料学研究室を発足しました。
  • 発表
    SpRUC軟X線合同研究会@NanoTerasu(2026年3月30日)にて、招待講演を実施いたします。講演題目は、「元素選択XMCDを用いた Fe–Co–Ir合金の磁気モーメント起源解析」です。
  • 発表
    2026年第73回応用物理学会春季学術講演会@東京科学大学(2026年3月15日-18日)にて、7件の口頭・ポスター発表を実施いたします。講演題目などの詳細は、業績ページにて記載しています。
  • 発表
    The 11th International Symposium on Advanced Functional Materials (ISAMF2026)@韓国チャンウォン(2026年2月22日)にて、招待講演を実施いたします。講演題目は、「Machine Learning-Assisted Synchrotron X-ray Analysis of Atomic Structures in Heusler Alloys」です。
  • イベント
    新年あけましておめでとうございます。

2024.12.20
  Invited talk at NSF Global Center Meeting (NSF, University of Maryland, and Tokyo University of Science) and presented my study, "Machine Learning Assisted XMCD Spectra Analysis in High Spin-Polarized Co2MnGaxGe1-x Heusler Alloys".

2024.12.6-11
  Visited the University of Maryland, College Park to have a seminar and discuss recent activities.

2024.12.1-6
  Joined and had 2 presentations at the 2024 MRS Fall Meeting, Boston. The titles are "Unveiling High Spin Polarization in Mn-Rich Co-Mn-Ge Heusler Alloys via High-Throughput XMCD Analysis" and "Tuning Ferrimagnetic Response in Compositionally Spread Gd-Fe-B Amorphous Thin Films". The detail of presentations is HERE

2024.11.11-14
  大型放射光施設SPring-8 (Japan) での放射光計測実験に参加しました。本実験では、「機械学習による大規模MCDスペクトルの自動解析と埋もれた情報の抽出」(Proposal No. 2024B1266)を題目とし、放射光X線磁気円二色性計測とデータサイエンス⼿法を組み合わせることで、ホイスラー合⾦における機能発現メカニズムを明らかにすることを目指した。

2024.11.04-09
  大型放射光施設SPring-8 (Japan) での放射光計測実験に参加しました。本実験では、「Multi-modal Analysis for Investigating Structural and Electronic Properties of Heusler Alloys」(Proposal No. 2024B1402)を題目とし、ホイスラー合金の構造と電子物性を材料インフォマティクス技術と光電子ホログラフィー回折を用いて解析し、スピントロニクスデバイスへの応用可能性を検討した。

2024.9.24-27
  第48回日本磁気学会学術講演会@秋田大学に参加し、6件の研究発表を実施いたしました。発表題目はこちらをご覧ください。

2024.9.18-20
  第175回日本金属学会秋期講演大会@大阪大学に参加し、1件の研究発表を実施いたしました。発表題目はこちらをご覧ください。

2024.9.8-11
  2024年度日本機械学会年次大会@愛媛大学に参加し、1件の研究発表を実施いたしました。発表題目はこちらをご覧ください。

2024.9.2
  A new journal paper was published, "Y. Iwasaki, R. Toyama, T. Yamazaki, Y. Igarash, M Kotsugi, Y. Sakuraba, Autonomous search for half-metallic materials with B2 structure, Sci. Technol. Adv. Mater. Methods (STAM:M) 4, 1 (2024) 2403966"

2024.7.5
  A new journal paper was published, "K. Omae, T. Yamazaki, K. Sano, C. Oka, J. Sakurai, S. Hata, Effect of Noise on Accuracy of Grain Size Evaluation by Magnetic Barkhausen Noise Analysis, International Journal of Automation Technology, 18, 4 (2024) pp. 528-536"

2024.06.08-10
  大型放射光施設SPring-8 (Japan) にて、放射光実験を実施しました。本実験では、「アモルファス軟磁性合金におけるナノ結晶化機構の微視的解明」(Proposal No. 2024A1739)を題目とし、ナノ結晶化機構の解明を目指したIn-situ XRDおよびXAFS計測を実施し、原子スケールでの磁気特性発現の解明を目指した。

2024.5.30
  A new journal paper was published, "T. Kato, R. Morisaki, T. Yamazaki, C. Oka, J. Sakurai, S. Hata, Prototype of parallel plate type fast atom beam source and its improvement of irradiation characteristics, International Journal of Automation Technology 18, 4 (2024) pp. 513-520"

2024.5.30
  A new journal paper was published, "Ryunosuke Nagaoka, Ken Masuzawa, Alexandre Lira Foggiatto, Takahiro Yamazaki, Ippei Obayashi, Yasuaki Hiraoka, Chiharu Mitsumata, Masato Kotsugi, Quantification of the coercivity factor in soft magnetic materials at different frequencies using topological data analysis, IEEE Transactions on Magnetics, 30 May (2024)"

2024.5.28
  A new journal paper was published, "Alexandre Lira Foggiatto, Ryunosuke Nagaoka, Michiki Taniwaki, Takahiro Yamazaki, Takeshi Ogasawara, Ippei Obayashi, Yasuaki Hiraoka, Chiharu Mitsumata, Masato Kotsugi, Analysis of the excess loss in high-frequency magnetization process through machine learning and topological data analysis, IEEE Transactions on Magnetics, 28 May (2024)"

2024.3.22-25
  第71回応用物理学会春季学術講演会@東京都市大学に参加し、4件の研究発表を実施いたしました。発表題目はこちらをご覧ください。

2024.3.12-15
  第174回日本金属学会春期講演大会@東京理科大学に参加し、3件の研究発表を実施いたしました。発表題目はこちらをご覧ください。

2024.1.9-10
  Joined a two-days CREST/Presto camp for "Exploring Innovative Materials in Unknown Search Space" at Shonan village center

2024.1.1
  Happy new year. Follow your intuition. (Ben L. Feringa, University of Groningen)

2023.12.23
  A new paper entitled "Soft Magnetostrictive Materials: Enhanced Magnetostriction of Fe‐Based Nanocrystalline Alloys via Ga Doping" as a co-auther in Scripta Materialia 242 (2024), 115956 is available online.

2023.10.26
  Published a new paper entitled "Visualization of the Magnetostriction Mechanism in Fe-Ga Alloy Single Crystal Using Dimensionality Reduction Techniques" as a co-auther in IEEE Transactions on Magnetics, (2023), 59, 11.

2023.9.27-29
  Oral presentation entitled "Towards Sustainable Cooling: Elastocaloric Effects and Phase Transition Characteristics of Superelastic Ni-Ti Alloys" at the session of Development of Mechanics of Functional Materials and Structures toward Sustainable Society at M&M2023 conference at Tsukuba University.

2023.9.1
  Published a new paper as "Research in the U.S. during the COVID-19 Pandemic" in the Ceramics 'Crossroad', by the Japanese Society of Ceramics, Volume 58, Issue 9, 2023 (September 1, 2023).

2023.9.1
  Published a review new paper as "Combinatorial Synthesis of Highly Corrosion-Resistant Nanocrystalline Alloys," in the "Materia" by The Japan Institute of Metals and Materials, Volume 62, Issue 9, 2023, pp. 600-605.

2023.8.7
  Published a new paper as a co-auther entitled "Origin of negative anisotropic magnetoresistance effect in Fe0.75Co0.25 single-crystal thin films upon Ir addition" in Physical Review Materials, 7 (2023) 084401.

2023.7.17-20
  Attended JAFOE (Japan Association of the Foundations of Engineering) 2023 as a general participant and presented our research entitled "Sustainable energy harvesting using functional magnetic materials"

2023.7.15
  Published a new paper as a co-auther entitled "Strain measurement based on Magnetic Barkhausen noise for thin films" in Microelectronic Engineering, 279 (2023) 112057.

2023.4.28
  Published a new paper as the first auther entitled "Tuning the Temperature Range of Superelastic Ni-Ti Alloys for Elastocaloric Cooling via Thermal Processing" in Journal of Physics: Energ, 5 (2023) 024020.

2023.2.28
  Awarded a JSPS Grant-in-Aid for Early-Career Scientists (2nd) with a title of Designing magnetic heterostructures with tunable magnetoelastic coupling (No. 23K13636).

2022.11.22
  Keynote speech, "Design of large and sensitive magnetostrictive composites for vibration energy harvesters" at international symposium, "Integrated Nanocomposites for Thermal and Kinetic Energy Harvesting (INTAKE) Seminar 2022".

2022.10.01
  Started JST ACT-X project, "Iron-loss analysis of nanocrystalline magnetostrictive composite using magnetic Barkhausen noise" for 2.5 yrs.

2022.8.10
  Newly opened my new website. Still some pages are under construction.

2022.4.1
  Started new position, project assisitant professor at Tokyo University of Science
  Assigned to JST CREST project (Head: Dr. Iwasaki), "Exploring Innovative Materials in Unknown Search Space"
  Assigned to MEXT power electric project (Head: Prof. Okamoto), "Creation of ultra-low-loss magnetic materials"

2022.3.7
  Returned to Japan from College Park, US.

2021.4.6
  Started visiting researcher at University of Maryland, College Park, US

2020.4.1
  Awarded a JSPS Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

2019.4.1
  Started as a JSPS postdoctoral fellow at Nagoya University

2019.3.26
  Recieved Ph.D. degree in Materials Science and Engineering from Yokohama National University

2016.7.1
  Awarded a Toden memorial fellowship

2014.4.1 - 2016.3.31
  Finished Master's program at Yokohama National University

2010.4.1 - 2014.3.31
  Bachelor's program at Yokohama National University

2009.3.31
  Graduated from Chigusa high school, Aichi

About

山崎研究室について

物性情報材料学研究室は『物性を情報として読み解き、材料機能の設計原理をつくる』ことをミッションに、2026年2月に発足した研究室です。

当研究室では、電子・スピン・軌道・格子といった自由度が相互に結びつくことで現れる 量子マテリアルや機能性材料の物性に注目し、その発現機構の理解と材料設計に取り組んでいます。 とくに、磁性材料や非平衡材料を対象として、複雑な内部状態がどのように巨視的な磁気・輸送・応答機能へ つながるのかを明らかにすることを目指しています。

研究では、「創る・理解する・制御する・統合する」を軸に、材料創製とプロセス設計、 放射光計測や磁気計測による精密評価、第一原理計算や数理モデリングによる機構解明、 さらにAI・データ科学による相関抽出と予測を一体的に進めています。 実験と計算を往復しながら、見えにくい物性の起源を可視化し、理解から制御へとつなげます。

対象は、電動機器の省エネルギー化に資する低損失磁性材料、 スピン・電子機能を活用する情報材料、 相変化機能を活かした次世代メモリ・スイッチング材料、 微小な変化を高感度に捉えるセンシング材料などです。 静的な構造や平均物性だけでなく、磁化反転、緩和、ゆらぎ、相変化といった非平衡ダイナミクスにも注目し、 動的応答を含めた材料機能の本質に迫ります。

Mission

複雑な物性を「測る」「解く」「つなぐ」ことで、見えにくい材料機能の起源を明らかにし、 次の材料設計へ還元する。

Vision

量子効果と巨視的機能を橋渡しする物性情報材料学を基盤として、 省エネルギー、情報、センシングを支える次世代材料の創出に貢献する。

Challenges

  • 量子マテリアルでは多自由度の結合により特異な機能が現れるが、その支配因子は複雑で見えにくい。
  • 合成、計測、計算、解析が分断されると、物性理解が材料設計へ戻りにくい。
  • 静的な平均構造だけでは、非平衡応答や動的機能の本質を十分に説明できない。

What we do

  • 量子ビーム・磁気計測による精密評価
  • 第一原理計算・マルチフィジックス解析による機構解明
  • データ科学による相関抽出と設計指針化
  • 材料創製・構造制御への還元
物性情報材料学研究室の研究イメージ
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Publications

研究業績

  • 原著論文 Number of Articles : 038
  • 国際会議論文 Number of Proceedings : 013
  • 著書 Number of Books : 001
  • 総説・解説 Number of Reviews : 005
  • 招待講演 Number of Invited Talks : 009
  • 国際会議発表 Number of Presentations : 049
  • 国内学会発表 Number of Presentations : 095
  • 受賞 Number of Awards : 013
  • 発明・特許 Number of Patents : 002
  • 競争的研究費 Number of Fundings : 009
  • 博士・修士・学士論文 Number of Thesis : 027
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Access

アクセス

横浜国立大学 常盤台キャンパス

Location

〒240-8501 神奈川県横浜市保土ケ谷区常盤台79-5
機械工学・材料棟 (N6-5)/理学研究棟 (S5-3)

79-5 Tokiwadai, Hodogaya, Yokohama 240-8501, Japan

Office

山崎居室/学生居室:機械工学・材料棟 325号室

実験室:理学研究棟 308/309/310号室

Accessibility

バスでのご案内:国大北(浜10)/ひじりが丘(浜11)

電車でのご案内:ブルーライン三ッ沢上町/相鉄線和田町/相鉄線羽沢横浜国大

最寄りの門:西門/南門/北門

お車でのご案内:正門/本学への車両の入構は有料となります。