Updated on 2025/11/10
博士（理学） ( 金沢大学 )
表面物理
ナノ物理
プローブ顕微鏡
Nanotechnology/Materials / Thin film/surface and interfacial physical properties
Kanazawa University Graduate School of Natural Science and Technology
2013.4 - 2016.3
Kanazawa University Graduate School of Natural Science and Technology
2011.4 - 2013.3
Kanazawa University Faculty of Science Department of Physics
2007.4 - 2011.3
Yokohama City University School of Science Assistant Professor
2019.10
Kanazawa University Institute of Science and Engineering
2016.4 - 2019.9
レーゲンスブルク大学（ドイツ） 派遣研究員
2015.2 - 2015.12
THE JAPAN SOCIETY OF APPLIED PHYSICS
日本物理学会
Bromination-Enhanced Chiral Interactions for Triphenylamine on Au and Ag(111)
Hiroaki Ooe, Kazushiro Takasugi, Takashi Yokoyama
The Journal of Physical Chemistry C 2025.3
Hiroaki Ooe, Takashi Yokoyama
Physical Chemistry Chemical Physics 26 ( 17 ) 12939 - 12946 2024
Two-Step On-Surface Synthesis of One-Dimensional Nanographene Chains Reviewed
Hiroaki Ooe, Kaede Ikeda, Takashi Yokoyama
The Journal of Physical Chemistry C 127 ( 16 ) 7659 - 7665 2023.4
Layer-by-layer dissolution and recovery of KBr(001) surfaces covered with a nanometer-thick water film caused by a pressing tip controlled by frequency modulation atomic force microscopy Reviewed
Hiroaki Ooe, Toyoko Arai
Applied Physics Express 12 115002 2019.10
Amplitude dependence of image quality in atomically-resolved bimodal atomic force microscopy Reviewed
Hiroaki Ooe, Dominik Kirpal, Daniel S. Wastl, Alfred J. Weymouth, Toyoko Arai, Franz J. Giessibl
APPLIED PHYSICS LETTERS 109 ( 14 ) 141603 2016.10
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 Reviewed
Hiroaki Ooe, Mikihiro Fujii, Masahiko Tomitori, Toyoko Arai
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 87 ( 2 ) 023702 2016.2
Resonance frequency-retuned quartz tuning fork as a force sensor for noncontact atomic force microscopy Reviewed
Hiroaki Ooe, Tatsuya Sakuishi, Makoto Nogami, Masahiko Tomitori, Toyoko Arai
APPLIED PHYSICS LETTERS 105 ( 4 ) 043107 2014.7
Comparative FM-AFM Observations of PDMS on HOPG in Liquid and Air
Hiroaki OOE, Toyoko ARAI
International Conference in Non Contact Atomic Force Microscopy 2025.8
PDMS ultrathin film formed on HOPG observed by FM-AFM
2025.9
Heterochiral self-assembly of hexaphenylbenzene 1D chains prepared by on-surface polymerization
Hiroaki OOE, Takashi YOKOYAMA
2023.3
Chiral-selective self-assemblies of brominated triphenylamine molecules on Au and Ag(111).
H. Ooe, K. Takasugi, and T. Yokoyama
2024.9
Lattice-conserved polymerization of self-assembled Br2-HPB molecules on Au(111)
Hiroaki OOE, Takashi YOKOYAMA
2024.3
On-surface Reactions of Br2-HPB molecules within the Self-assembled Structure Investigated by STM
Hiroaki OOE, Takashi YOKOYAMA
2023.12
Br2-HPB polymerization progressing without loss of array ordering
Hiroaki OOE, Takashi YOKOYAMA
2023.9
On-surface two-step synthesis of Nanographene 1D-chain observed by STM
Hiroaki OOE, Kaede IKEDA, Takashi YOKOYAMA
2022
Examination of force detection by thermal deflection of qPlus equipped in STM system
Hiroaki OOE
2021.9
Force detection by using thermal oscillation of qPlus sensor
2022
Chiral-selective self-assembly of brominated triphenylamine on Au(111) and Ag(111) surface identified by STM
Hiroaki OOE, Kazushiro TAKASUGI, Takashi YOKOYAMA
The 10th International Symposium on Surface Science 2024.10
自然科学研究科長賞
2016.3 金沢大学
大江弘晃
超微小振幅FM-AFMを用いた潮解性結晶の単原子レベル溶解析出反応の力学的制御
Grant number：23K04585 2023.4 - 2026.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
大江 弘晃
Grant amount：\4680000 （ Direct Cost: \3600000 、 Indirect Cost：\1080000 ）
２０２３年度には、周波数変調原子間力顕微鏡（ＦＭ－ＡＦＭ）にＺ方向（試料表面に対する面直方向）の自動位置取り機構、および試料表面調製方法の変更に取り組んだ。
まず、Ｚ方向の自動位置取りについて、これまでは目視で数百マイクロメートルレベルの距離までＡＦＭ探針と試料表面を近接させた後、ピエゾステージのマニュアル操作で数十ナノメートル／ステップで相互作用力が生じる距離まで探針を近づけていた。この方法は、微小振幅で動作するＦＭ－ＡＦＭでは表面構造観察前に探針先端と試料表面の衝突が避けられなかった。そこで現在使用している粗動ステージに調整および配線追加を施し、近接状況まで自動で駆動するようにして、探針と試料の激突を避ける動作を導入した。
次に、試料表面調製方法について、現在使用しているプローブ顕微鏡用コントローラは旧型であるため信号処理速度に難があり、湿度制御による試料表面吸着構造の変化の検出および試料表面近傍での探針試料間相互作用力の距離依存性解析が実施できない可能性があると分かった。そこで、固体表面に液体薄膜を形成する手法として、時間的制限が大きい湿度制御法ではなく、スピンコーターを用いた薄膜コーティング形成法を導入することにした。スピンコーターはすでに納品され、ＡＦＭ試料であるマイカ表面にコーティング形成するノウハウの確立に努めた。今後は、液体コーティング薄膜で覆われた固体表面のXY方向（試料表面の面内方向）の走査に重点を置いた構造解析を実施する予定である。
単分子の電気伝導率と剛性の同時計測に向けたＳＴＭ／熱振動ＡＦＭ複合機の開発
Grant number：20K15175 2020.4 - 2023.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究 若手研究
大江 弘晃
Grant amount：\3770000 （ Direct Cost: \2900000 、 Indirect Cost：\870000 ）
本研究では、固体表面の単原子／単分子の複合的な特性（例えば、金属表面に吸着した分子ワイヤーの電気伝導率、剛性、伸縮性の相関特性）の解明を目的に、「走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）」と「熱振動で力を計測する原子間力顕微鏡（熱振動ＡＦＭ）」を組み合わせた複合型走査プローブ顕微鏡を開発する。
2021年度は、大気環境で動作する走査プローブ顕微鏡を構築し、位相同期機能を実装したロックインアンプと走査トンネル顕微鏡用コントローラを組み合わせた原子間力顕微鏡／走査トンネルトンネル顕微鏡の複合計測を開始した。ＡＦＭ力センサーには、大気環境での表面酸化に強い白金イリジウム探針を取り付けたｑＰｌｕｓセンサー（音叉型水晶振動子を応用したＡＦＭ力センサー）を使用して、観察試料には、二次元積層グラフェン（ＨＯＰＧ）、金蒸着マイカ、イオン性結晶ＫＢｒの固体気体界面を観察し、０．３ｎｍ程度の原子高さステップテラス構造を無制御大気環境でも安定に観察できる状況まで装置開発を進めた。
従来の原子間力顕微鏡計測を行うだけでなく、熱振動を利用した力（特に引力相互作用）検出の可否について研究を進めた。具体的には、導電性探針と導電性試料を用いて、探針試料間距離をトンネル電流値で制御し、探針試料間力学的相互作用として静電気力を変化させ、力とＡＦＭ力センサーの熱振動応答の関係を解析した。さらに、熱振動を利用して検出した信号と探針試料間力学的相互作用の関係を明らかにするために、近い条件で周波数変調法を用いて取得したデータとの比較を行った。
原子間力顕微鏡用の熱振動を応用した力検出法の確立
2020.4 - 2021.3
公益財団法人 横浜学術教育振興財団 2020年度研究助成
大気環境における潮解性物質表面の原子単位局所溶解制御
2017.4 - 2019.3
日本学術振興会 学術研究助成基金助成金（若手B）
大江弘晃
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Atomic level analysis of the interfaces between solid surfaces and ultrathin water films for control of the interface reactions
Grant number：16H02076 2016.4 - 2019.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Arai Toyoko, Ooe Hiroaki
Grant amount：\42120000 （ Direct Cost: \32400000 、 Indirect Cost：\9720000 ）
The water vapor in the air can cover solid surfaces in a thickness of a few nm, which is named “nanometer-thick water film”. We found that a firm network of water molecules was formed in the hydration layers of the nanometer-thick water film on the solid surface. In addition, defective structures of the network persisted from the first hydration layer to the second hydration layer over the solid surface. The nanometer-thick water film was revealed to be “quasi-liquid” over the solid surface, which means the intermediate state between solid and liquid. Using the frequency modulation atomic force microscope (FM-AFM) developed in this research, we successfully obtained images of the network over the surface with atomic and molecular resolutions.
