平井健二 HIRAI Kenji

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平井健二（ひらいけんじ）は、日本の化学者である。専門は、材料化学、光科学。2017年より、北海道大学電子科学研究所准教授。第46回ケムステVシンポ講師。

経歴

2008 京都大学工学部工業化学科卒業
2010 京都大学大学院工学研究科合成・生物化学専攻修士課程修了
2013 京都大学大学院工学研究科合成・生物化学専攻博士後期課程修了
2013-2014 日本学術振興会海外特別研究員（The University of Michigan）
2014-2017 北海道大学大学院理学研究院特任助教
2017-現在北海道大学電子科学研究所光科学研究部門　准教授

<兼任>
2018-2022 科学技術振興機構さきがけ研究者
2022-現在国立陽明交通大学（台湾）理学院応用化学系客員准教授

受賞歴

2009 錯体化学討論会ポスター賞
2009 コロイドおよび界面化学討論会ポスター賞
2012 The 4th HOPE Meeting Best Poster Award
2013 Reaxys Ph.D. Prize 2013 Finalist
2020 新化学技術研究奨励賞
2022 応用物理学会フォトニクス奨励賞

研究業績

光共振器を使った機能性分子の強結合

光共振器内では、分子と光共振器の間で可逆なエネルギー交換が起こる。このエネルギー交換が各種のエネルギー損失を上回る状態は「強結合」と呼ばれ、分子と光の量子的混成状態であるポラリトンが形成され、分子の性質が変化する。特筆すべきことに、光が存在しない場合でも電磁場のゆらぎ（零点エネルギー）によって強結合状態となる。つまり、光源を使わなくても、光共振器に分子を入れるだけで強結合状態になり、分子の性質が大きく変化する（Figure 1）。^[1] 強結合の状態を利用することで、特定の官能基の反応性を変化させることが可能であり、^[2]　官能基選択的な化学反応を誘起することができる。^[3]　また、分子間相互作用を変化させることで、自己集合の挙動を制御することが可能であり、結晶多形の操作ができるようになっている（Figure 2）。^[4]　現在、光共振器を利用した強結合を用いて、分子の自己集合、化学反応、光・電子物性を操作する手法の開発を行っている。

Figure 1. 光共振器の中の分子（h: プランク定数、c: 光速、ν: 分子の振動数）。光共振器のミラー間の距離（d）を調整することで、共振器モード（hc/2d）と分子の遷移エネルギー（hν分子）の準位を等しくすると強結合の状態になる。強結合によって分子分極と光の混成状態（ポラリトン）が形成され、上枝ポラリトンと下枝ポラリトンに分裂する、ラビ分裂が観測される。強結合の状態では、分子の反応性、分子間相互作用、光・電子物性などが大きく変化する。