活動報告

第８回エネル ギ ーシステムシンポジウム「 カーボンニュートラル に向 けた材 料・機 器 技 術と電 力 需 給 解 析〜次代を担うフロントランナー〜」
2022年1月14日（金）13：00〜17：00

開催方法：ハイブリッド開催 / 配信方法：Zoom Webinar

８回シンポジウムは題記のテーマで、講演者およ

参加者は140名に上り、大学・研究機関・企業の立場か

演台から事務局側の挨拶や趣旨説明を配信するハイブ（エネルギーシステム寄附研究部門 岩田幹正）

第 び聴講者はオンライン接続し、ベンチャーホール らの取り組みに、多数の質問が寄せられました。
リッド形式で開催しました。
最初に、佐藤正寛講師（東京大学）より「計算科学とデータ科学が拓く誘電絶縁材料の新たな展開」、続いて、
吉田昌展氏（中部電力）
より「電力流通設備における
環境配慮と再生可能エネルギーの稼働率向上に向けた金取り組み」、次に、池上貴志准教授（東京農工大学）
より「分散型需給調整力提供技術評価のための電力需給解析モデル」、最後に、徳光啓太氏（電力中央研究所）
より特集◉大野研究室インタビュー「電力系統における広域的な負荷周波数制御の実現に

カーボンナノチューブ

向けた取り組み」
をそれぞれご講演いただきました。

佐藤 正寛 講師

吉田 昌展 氏池上 貴志 准教授

徳光 啓太 氏

ハイブリッド開催による講演の様子

メイド バイ オンリーCNT
透 明 テ ー プ の よ う な 柔 ら か デ バ イ ス！

名古屋大学特定基金「青色LED基金」主催
特別講演会「未来を創造する科学」
2022年2月23日（水）13：00〜14：00 開催方法：オンライン開催（Zoom）

古屋大学特定基金 青色LED・未来材料研究支

講演では、研究室からの中継を交え、ワイヤレス電力オンライン特別講演会を開催しました。
「未来を創造する

今回の特別講演会には、
青色LED基金へご寄附いた科学」
をテーマとし、
CIRFEセンター長・天野浩教授によだいている方々を含め約50名が参加し、質疑応答時にはる挨拶、そして同セン

活発な意見交換が行われました。
最後に、
青色LED基金

ター・山本 真義教授

奨学生から寄附者へのご挨拶と研究内容に関する発表

による講演「Ga N半があり、講演会後には、寄附者のみを対象とした「天野教

導体は車に、
海に、
空

授とのオンライン座談会」を開催し寄附者との交流を図りに、宇宙に！」が行わました。

名 援事業（青色LED基金）では、2022年2月23日に 伝送システムの実験の様子などもご覧いただきました。

れました。

（青色LED基金事務局）

特別講演会で挨拶をする天野浩教授

青色LED基金の
ご案内

青色LED

青色LEDを作った窒化ガリウム（GaN）
は、未来の暮らしを支える重要な鍵。
研究開発にみなさまのご協力をお願いいたします。

ご寄附のお申込み、お問い合わせは、名古屋大学 未来材料・システム研究所 青色LED・未来材料研究支援事業事務局 へお願いいたします。
詳しくはホームページをご覧ください。

青色LED基金

https://www.cirfekikin.imass.nagoya-u.ac.jp/

事務室：名古屋大学研究所共同館Ⅰ 2階〒464 - 8601 名古屋市千種区不老町
TEL：052 - 789- 5262 FAX：052 - 747- 6313
https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/

10mm

名古屋大学

未 来 材 料 ・ シ ス テ ム 研 究所

特集
組 織 図

IMaSS 概 要
附属未来エレクトロニクス
集積研究センター（CIRFE）

未来材料・システム研究所（IMaSS）
は、未来
未来デバイス部

め、先端的な材料・デバイスそのものの根幹をな

先端物性解析部

会実装するための高度なエネルギー変換技術・システム応用部

システム、環境負荷低減技術、エネルギーイン

国際客員部

フラの制御技術等のシステム構築に至る、幅広

研究戦略・共同研究推進部
附属高度計測技術
実践センター（AMTC）

電子顕微鏡計測部
電磁波計測部
素粒子計測部
Ｘ線分光計測部
ナノ加工計測部

材料創製部門（DM）

社会で革新的な省エネルギーを実現させるた

マルチフィジックス
シミュレーション部

大 野 研究 室インタビュー（ナノ材料デバイスグループ）

大 野 研 究 室 ◉ D ATA
未来材料・システム研究所 未来エレクトロニクス集積研究センター 未来デバイス部
代表／教授 大野 雄高
人数／20人（教授１、客員教授１、特任助教１、助教２、博士研究員２、D3:１、M2:３、M1:５、B4:３、秘書:１）
https://nanoﬂex.jp/public-j/index.html

す要素技術に関する基礎研究から、それらを社

い研究課題を一貫連鎖する研究拠点として、平
成27年10月に前身のエコトピア科学研究所から改組する形で誕生しました。
また、若手研究者の育成、産業界との共同研究も活発に行っています。
《IMaSS HP》

https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/

カーボンナノチューブ

メイド バイ オンリーCNT
透 明 テ ー プ の よ う な 柔 ら か デ バ イス！
「え、これだけで半導体デバイスとして機能するんですか？」と、思わず口から出てしまった。このフニャンとした
透明シート（表紙画像参照）に、集積回路や薄膜トランジ
スタがぎっしり載っているとのことなのである。
確かに、大野研究室のホームページに透明な電子デバ
イスが掲載されているが、実際に目の前で見ると薄くて柔らかく透明でやはり電子部品には見えない。半導体の機

材料物性部

能はどうなっているのだろうか。謳われている「人との親和材料設計部

性」ってどういうことなのだろう？カーボンナノチューブ

材料プロセス部
システム創成部門（DS）（CNT）
はどこでどう使われているの？
次々浮かぶ疑問の回答を求めて、大野研究室のみなさ

変換システム部

んにお話を伺った。

所長

ネットワークシステム部

インタビュー／2022年7月

IMaSS広報委員会

循環システム部
エネルギーシステム（中部電力）寄附研究部門
副所長
システム創成部門関連

トヨタ先端パワーエレクトロニクス寄附研究部門
産総研・名大 窒化物半導体先進デバイス
オープンイノベーションラボラトリ【表紙写真説明】ミライズテクノロジーズ先端パワーエレクトロニクス
産学協同研究部門
豊田合成GaN先端デバイス応用産学協同研究部門
旭化成次世代デバイス産学協同研究部門
豊田中研GaNパワーデバイス産学協同研究部門
三菱ケミカルGaN基板デバイス産学協同研究部門

フレキシブルで透明なオールカーボンナノチューブTFT（=ThinFilm Transistor）とIC（=integrated circuit。
集積回路）
。
フレキ
シブルPEN（=ポリエチレンナフタレート）
基板上に作製したオー
ルカーボンデバイスの写真（スケールバー：10mm）。
D.-M.Sun, M.Y.Timmermans, A.Kaskela,A.G.Nasibulin,
S.Kishimoto, T.Mizutani, E.I.Kauppinen, and Y.Ohno,"Mouldable all-carbon integrated circuits",Nature
Commun.4, 2302-1-8(2013). doi:10.1038/ncomms3302
Flexible and transparent all-carbon TFTs and ICs. (a)Photograph of an all-carbon device fabricated on a ﬂexible
PEN substrate (scale bar, 10 mm).

Photo electron Soul GaN電子ビームデバイス
産学協同研究部門
附属未来エレクトロニクス集積研究センター関連

エネルギー変換エレクトロニクス実験施設（C-TEFs）
次々世代半導体技術室
技術開発室
技術管理室

研究所組織図特集 大野研究室インタビュー

メイド バイ オンリーCNT
透明テープのような柔らかデバイス！

超高圧電子顕微鏡施設（HVEM）

研究報告

先端技術共同研究施設（RFAST）

活動報告

研究所事務部

人と親和性のあるバイオセンサや機能集積回路などのウェアラブルデバイスの実現を目指す大野研究室のみなさん

総務課（令和4年7月1日〜）

特集
組 織 図

IMaSS 概 要
附属未来エレクトロニクス
集積研究センター（CIRFE）

未来材料・システム研究所（IMaSS）
は、未来
未来デバイス部

め、先端的な材料・デバイスそのものの根幹をな

先端物性解析部

会実装するための高度なエネルギー変換技術・システム応用部

システム、環境負荷低減技術、エネルギーイン

国際客員部

フラの制御技術等のシステム構築に至る、幅広

研究戦略・共同研究推進部
附属高度計測技術
実践センター（AMTC）

電子顕微鏡計測部
電磁波計測部
素粒子計測部
Ｘ線分光計測部
ナノ加工計測部

材料創製部門（DM）

社会で革新的な省エネルギーを実現させるた

マルチフィジックス
シミュレーション部

大 野 研究 室インタビュー（ナノ材料デバイスグループ）

大 野 研 究 室 ◉ D ATA
未来材料・システム研究所 未来エレクトロニクス集積研究センター 未来デバイス部
代表／教授 大野 雄高
人数／20人（教授１、客員教授１、特任助教１、助教２、博士研究員２、D3:１、M2:３、M1:５、B4:３、秘書:１）
https://nanoﬂex.jp/public-j/index.html

す要素技術に関する基礎研究から、それらを社

い研究課題を一貫連鎖する研究拠点として、平
成27年10月に前身のエコトピア科学研究所から改組する形で誕生しました。
また、若手研究者の育成、産業界との共同研究も活発に行っています。
《IMaSS HP》

https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/

カーボンナノチューブ

メイド バイ オンリーCNT
透 明 テ ー プ の よ う な 柔 ら か デ バ イス！
「え、これだけで半導体デバイスとして機能するんですか？」と、思わず口から出てしまった。このフニャンとした
透明シート（表紙画像参照）に、集積回路や薄膜トランジ
スタがぎっしり載っているとのことなのである。
確かに、大野研究室のホームページに透明な電子デバ
イスが掲載されているが、実際に目の前で見ると薄くて柔らかく透明でやはり電子部品には見えない。半導体の機

材料物性部

能はどうなっているのだろうか。謳われている「人との親和材料設計部

性」ってどういうことなのだろう？カーボンナノチューブ

材料プロセス部
システム創成部門（DS）（CNT）
はどこでどう使われているの？
次々浮かぶ疑問の回答を求めて、大野研究室のみなさ

変換システム部

んにお話を伺った。

所長

ネットワークシステム部

インタビュー／2022年7月

IMaSS広報委員会

循環システム部
エネルギーシステム（中部電力）寄附研究部門
副所長
システム創成部門関連

トヨタ先端パワーエレクトロニクス寄附研究部門
産総研・名大 窒化物半導体先進デバイス
オープンイノベーションラボラトリ【表紙写真説明】ミライズテクノロジーズ先端パワーエレクトロニクス
産学協同研究部門
豊田合成GaN先端デバイス応用産学協同研究部門
旭化成次世代デバイス産学協同研究部門
豊田中研GaNパワーデバイス産学協同研究部門
三菱ケミカルGaN基板デバイス産学協同研究部門

フレキシブルで透明なオールカーボンナノチューブTFT（=ThinFilm Transistor）とIC（=integrated circuit。
集積回路）
。
フレキ
シブルPEN（=ポリエチレンナフタレート）
基板上に作製したオー
ルカーボンデバイスの写真（スケールバー：10mm）。
D.-M.Sun, M.Y.Timmermans, A.Kaskela,A.G.Nasibulin,
S.Kishimoto, T.Mizutani, E.I.Kauppinen, and Y.Ohno,"Mouldable all-carbon integrated circuits",Nature
Commun.4, 2302-1-8(2013). doi:10.1038/ncomms3302
Flexible and transparent all-carbon TFTs and ICs. (a)Photograph of an all-carbon device fabricated on a ﬂexible
PEN substrate (scale bar, 10 mm).

Photo electron Soul GaN電子ビームデバイス
産学協同研究部門
附属未来エレクトロニクス集積研究センター関連

エネルギー変換エレクトロニクス実験施設（C-TEFs）
次々世代半導体技術室
技術開発室
技術管理室

研究所組織図特集 大野研究室インタビュー

メイド バイ オンリーCNT
透明テープのような柔らかデバイス！

超高圧電子顕微鏡施設（HVEM）

研究報告

先端技術共同研究施設（RFAST）

活動報告

研究所事務部

人と親和性のあるバイオセンサや機能集積回路などのウェアラブルデバイスの実現を目指す大野研究室のみなさん

総務課（令和4年7月1日〜）

特集

大野研究室

カーボンナノチューブ※1（CNT）

発電する電極シート作成中教授

CNTの溶液をサーッとスプレーコートするだけで…

大野 雄高

完成！
（透明なので見た目の変化はありませんが）OHNO, Yutaka
1999年 日本学術振興会特別研究員
程修了（工学）、同大 助手2000年 名古屋大学博士課

2003年 科学技術振興機構さきがけ研

究員（兼任 2007年まで） 2008年 同大 准教授

グラフェン（=炭素のシート）

2012年 フィンランド・アアルト大学 客員教授（兼任） 2015年 名古屋大学 教授
2018年 先端技術研究施設 施設長（兼任 2019年まで） 2020年
ベンチャービジネスラボラトリー ラボ長（兼任）の研究をしています。CNTってちょっとした構造によって金はそういった情報を取ることのできる、人間の肌の表面に付より広く浸透させるためにはコストも重要課題かとくような、表皮デバイスを考えています。

思いますが。

ウエアラブルデバイスの進化系ですね。

大野

絆創膏みたいなイメージなのでしょうか。

確立できています。ですがデバイスとして実用化するにはまだ

CNTは、元は炭素ですし、安く大量に作れる技術が属だったり半導体だったりって、特性が変わってくるんで大野

そうですね、サイバー空間との融合を深めるためには、

まだ材料、デバイスの基礎的な研究が必要です。随分できる

バイオリンなど（何でもやります）。お酒。子供の頃は、物を壊す（分す。そういう構造を制御して作るっていうことが大事なんで人間にいろいろなセンサーを付けることになるんですけれど、ようにはなってきていて、例えばセンサー用の集積回路は解する）
ことが好きでした（笑）

すね。

透明で薄くて軽くて柔らかければ、貼っていることへの抵抗がCNTで全部できるようになってきています。昔はトランジスタ

あまりありません。ニーズとしては健康医療という分野もありま

１個作るのがなかなか難しくて、１個動いて喜んでいたんで今我々がやっているのは、フレキシブルデバイスとすし、スポーツでも当然そういうことは大事になってきますね。

すが、今はもう集積回路もちゃんとできるようになって、随分言って、透明で、伸びたりしながら体に貼り付けられるような人間が筋肉を動かそうとした時に筋電位っていうのが発生する

安定するようになってきています。

ものです。そういう柔らかさというのはこれまでの半導体ではんですけれど、スポーツ選手だと、すごく大事なところにはちゃ

まず、カーボンナノチューブ（Carbon Nano Tube

出せない機能なんです。人間とエレクトロニクス、半導体はこんと力が入って、大事じゃないところはリラックスしてるっていう: CNT）
について教えてください。

れからどんどんどんどん融合していきます。要するにサイバー状態ができているんです。運動音痴の人とか、例えば楽器を●趣味・好きなこと／スキー、登山、音楽鑑賞、読書。楽器はピアノ、

CNTは、どういう場所で使うのに適しているんですか？

カーボンナノチューブって？

大野

自家発電するデバイス？
ヒーター

炭素（Ｃ、カーボン）原子同士が、ハチの巣のように空間と実際に人間が生活している空間と繋がっていくので、弾く人もそうなんですが、余分なところに力が入っているんです

次のステップとして、システムを構築してさらに六角形に強く結びついた、原子１個分の厚さしかない物質

柔らかいデバイスっていうのは絶対必要になってきます。そう

よね。そういうことは全部可視化できるんですよ。

エネルギーハーベスト※3しようと。

のことを「グラフェン」と呼ぶのですが、そのグラフェンが細いうところがターゲットです。

大野

〜く円筒状
（直径：0.4〜50ナノメートル※2）に丸まっているものが「CNT」
です。カーボンって、軽い上に引っ張り強度や、人との 親 和 性を重 視

大野はい。でも本当にやりたいのは、そこに薬を自動で注入するような、医療にも応用
海外で始まっているように、人間の身体の中にデバイスを入れることについてはいかがでしょうか。

「宇宙エレベータ」
で話題になりましたが、（=エネルギーハーベスト）が僕の現在の研究テーマです。肌「人との親和性」があると表現されているんですね。

熱伝導の良さは何よりも優れていて、電子がすごく速く走る
大変良い材料なんです。

松永 はい、小さなエネルギーを集めて発電する、エネハベ

そういったフレキシブルなデバイスのことをが利くもの。例えば、糖尿病の人は血糖値が下がると倒れてしまうから、糖分を摂るとか

助教

松永 正広

MATSUNAGA, Masahiro

日本では身体の中って結構難しくて、いろいろな許

注射を打つとかしますよね。そういったリスク

2017年 千葉大学大学院融合

はい。CNTってニュースのキーワードとしてはわかり可が必要なんです。でも表面は薬事法などの規制がありまを持った方たちの心配ごとや、それに伴う行士（工学）。同年 名古屋大学ベやすいので、材料としてとても有名になりましたが、でもそせんし、表面でも汗をどれだけ掻いたから水分や塩分を摂動制限に自動で対処するような状態を目指し

れだけでは何の役にも立ちません。我々はこの素晴らしいらないといけないよとか、ちょっと疲れてるよとか、いろんていきたいんですけどね。それはまだまだ長材料をいかに人に役立てるかという、主に半導体デバイス

な情報が取れますし、病気を発見することもできます。まず

い話かもしれないです。

それほど引っ張り強度が強いということなんですよね。
大野

大野

科学研究科 博士課程修了。博
ンチャー・ビジネス・ラボラト
リー

中核的研究機関研究員。

2019年より現職。
●趣味・好きなこと／中学からバドミントンをやっています。
現在も教職員のバドミントン同基礎知識

好会に参加してリフレッシュし※1 カーボンナノチューブ※2

カーボンナノチューブ（CNT)は炭素のシート（グラフェン）を1nm（ナノメートル）＝0.001μm（マイクロメートル）エネルギーハーベスティング、エネハベ。光、

直径約1nmの筒状に丸めたチューブ。このナノ材料は、その丸＝0.000001mm

振動や熱などのごくわずかなエネルギーを収め方によって、半導体にも金属にもなるというユニークな特すなわち、1nmは、1mmの100万分の１。

徴を持ち、様々な電子デバイスへの応用が期待されている。

ナノメートル※3

エネルギーハーベスト

穫（＝ハーベスト）して電力に変換し、活用することを目的とする技術。

ています。どちらかと言えばインドア派ですが身体を動かすことは好きです。

特集

大野研究室

カーボンナノチューブ※1（CNT）

発電する電極シート作成中教授

CNTの溶液をサーッとスプレーコートするだけで…

大野 雄高

完成！
（透明なので見た目の変化はありませんが）OHNO, Yutaka
1999年 日本学術振興会特別研究員
程修了（工学）、同大 助手2000年 名古屋大学博士課

2003年 科学技術振興機構さきがけ研

究員（兼任 2007年まで） 2008年 同大 准教授

グラフェン（=炭素のシート）

2012年 フィンランド・アアルト大学 客員教授（兼任） 2015年 名古屋大学 教授
2018年 先端技術研究施設 施設長（兼任 2019年まで） 2020年
ベンチャービジネスラボラトリー ラボ長（兼任）の研究をしています。CNTってちょっとした構造によって金はそういった情報を取ることのできる、人間の肌の表面に付より広く浸透させるためにはコストも重要課題かとくような、表皮デバイスを考えています。

思いますが。

ウエアラブルデバイスの進化系ですね。

大野

絆創膏みたいなイメージなのでしょうか。

確立できています。ですがデバイスとして実用化するにはまだ

CNTは、元は炭素ですし、安く大量に作れる技術が属だったり半導体だったりって、特性が変わってくるんで大野

そうですね、サイバー空間との融合を深めるためには、

まだ材料、デバイスの基礎的な研究が必要です。随分できる

バイオリンなど（何でもやります）。お酒。子供の頃は、物を壊す（分す。そういう構造を制御して作るっていうことが大事なんで人間にいろいろなセンサーを付けることになるんですけれど、ようにはなってきていて、例えばセンサー用の集積回路は解する）
ことが好きでした（笑）

すね。

透明で薄くて軽くて柔らかければ、貼っていることへの抵抗がCNTで全部できるようになってきています。昔はトランジスタ

あまりありません。ニーズとしては健康医療という分野もありま

１個作るのがなかなか難しくて、１個動いて喜んでいたんで今我々がやっているのは、フレキシブルデバイスとすし、スポーツでも当然そういうことは大事になってきますね。

すが、今はもう集積回路もちゃんとできるようになって、随分言って、透明で、伸びたりしながら体に貼り付けられるような人間が筋肉を動かそうとした時に筋電位っていうのが発生する

安定するようになってきています。

ものです。そういう柔らかさというのはこれまでの半導体ではんですけれど、スポーツ選手だと、すごく大事なところにはちゃ

まず、カーボンナノチューブ（Carbon Nano Tube

出せない機能なんです。人間とエレクトロニクス、半導体はこんと力が入って、大事じゃないところはリラックスしてるっていう: CNT）
について教えてください。

れからどんどんどんどん融合していきます。要するにサイバー状態ができているんです。運動音痴の人とか、例えば楽器を●趣味・好きなこと／スキー、登山、音楽鑑賞、読書。楽器はピアノ、

CNTは、どういう場所で使うのに適しているんですか？

カーボンナノチューブって？

大野

自家発電するデバイス？
ヒーター

炭素（Ｃ、カーボン）原子同士が、ハチの巣のように空間と実際に人間が生活している空間と繋がっていくので、弾く人もそうなんですが、余分なところに力が入っているんです

次のステップとして、システムを構築してさらに六角形に強く結びついた、原子１個分の厚さしかない物質

柔らかいデバイスっていうのは絶対必要になってきます。そう

よね。そういうことは全部可視化できるんですよ。

エネルギーハーベスト※3しようと。

のことを「グラフェン」と呼ぶのですが、そのグラフェンが細いうところがターゲットです。

大野

〜く円筒状
（直径：0.4〜50ナノメートル※2）に丸まっているものが「CNT」
です。カーボンって、軽い上に引っ張り強度や、人との 親 和 性を重 視

大野はい。でも本当にやりたいのは、そこに薬を自動で注入するような、医療にも応用
海外で始まっているように、人間の身体の中にデバイスを入れることについてはいかがでしょうか。

「宇宙エレベータ」
で話題になりましたが、（=エネルギーハーベスト）が僕の現在の研究テーマです。肌「人との親和性」があると表現されているんですね。

熱伝導の良さは何よりも優れていて、電子がすごく速く走る
大変良い材料なんです。

松永 はい、小さなエネルギーを集めて発電する、エネハベ

そういったフレキシブルなデバイスのことをが利くもの。例えば、糖尿病の人は血糖値が下がると倒れてしまうから、糖分を摂るとか

助教

松永 正広

MATSUNAGA, Masahiro

日本では身体の中って結構難しくて、いろいろな許

注射を打つとかしますよね。そういったリスク

2017年 千葉大学大学院融合

はい。CNTってニュースのキーワードとしてはわかり可が必要なんです。でも表面は薬事法などの規制がありまを持った方たちの心配ごとや、それに伴う行士（工学）。同年 名古屋大学ベやすいので、材料としてとても有名になりましたが、でもそせんし、表面でも汗をどれだけ掻いたから水分や塩分を摂動制限に自動で対処するような状態を目指し

れだけでは何の役にも立ちません。我々はこの素晴らしいらないといけないよとか、ちょっと疲れてるよとか、いろんていきたいんですけどね。それはまだまだ長材料をいかに人に役立てるかという、主に半導体デバイス

な情報が取れますし、病気を発見することもできます。まず

い話かもしれないです。

それほど引っ張り強度が強いということなんですよね。
大野

大野

科学研究科 博士課程修了。博
ンチャー・ビジネス・ラボラト
リー

中核的研究機関研究員。

2019年より現職。
●趣味・好きなこと／中学からバドミントンをやっています。
現在も教職員のバドミントン同基礎知識

好会に参加してリフレッシュし※1 カーボンナノチューブ※2

カーボンナノチューブ（CNT)は炭素のシート（グラフェン）を1nm（ナノメートル）＝0.001μm（マイクロメートル）エネルギーハーベスティング、エネハベ。光、

直径約1nmの筒状に丸めたチューブ。このナノ材料は、その丸＝0.000001mm

振動や熱などのごくわずかなエネルギーを収め方によって、半導体にも金属にもなるというユニークな特すなわち、1nmは、1mmの100万分の１。

徴を持ち、様々な電子デバイスへの応用が期待されている。

ナノメートル※3

エネルギーハーベスト

穫（＝ハーベスト）して電力に変換し、活用することを目的とする技術。

ています。どちらかと言えばインドア派ですが身体を動かすことは好きです。

特集

助教

大野研究室

内山 晴貴
UCHIYAMA, Haruki

2021年3月 名古屋大学工学研究科電子工学専攻 博士課
程修了 博士（工学）。同年4月
東京大学大学院工学系研究科
マテリアル工学専攻特任研究員。2022年5月より現職。
●趣味・好きなこと／散歩、実験、その他いろいろ(水泳、自転車等)。これまで自分が見たことのないものを発見することが好きです。最近身体を動かす機 会が減ってきたので、水泳を再開する予定です．
．
．

１目盛りが100ボルト単位になっている。
触れる、離すを交互にするだけで100ボルトくらいは軽く出る。

に貼り付けるようなデバイスを作った時に、電源はどうするのということですね。だらんと線をつなぐ訳にはいかないです

振動発電に出会って、そっちの方向に進んだという感じです。
今はどんな状況ですか？

し、どうせなら周囲から使えるエネルギーを集めて、システム

松永を動かせるように発電しようという。

おうとすると、まだまだ出力が足りないんです。例えば腕に性に強いとか、簡単に作れますよとか、そういうメリットは生やシステムを作りたいなと思っています。例えば脈拍を取る

かせると思います。

ことができるようなものであったり、心電図を測定するようなシステム。心電図のパターンから異常を検出して、早く病

エネハベって、ウエアラブルデバイスの電源として使オールカーボンのデバイス院へ行った方がいいよといった情報を取れるようにしたいな
とも思っています。

何もないように見えるところから発電するヒントを貼るとすると、曲げ伸ばしですごく運動しないといけません。

どのように得たのでしょう。

そう考えていくと人の足の裏に貼るっていうのが一番エネル

内山先生は、大野研究室出身だそうですが、デバイスをオールカーボンで作る時に最初は、流体発電と言って、水がCNTの表面に触れギーを集めやすいんですが、人の動きに適したものでない

学生の時はどんなことを？

工夫されている点はどこですか？

ることによって発電しようっていうテーマがあって、僕もそこかといけません。ウエアラブル用の電源としてというよりもまず

内山

3らのスタートでした。でも、実際にやってみると「水の流れによは出力のパワーを上げることが必要っていう状況です。

子情報処理用のデバイスを作ろうと研究をすすめていまし

機材料に比べると、圧倒的にプロセスはやりやすいです。たる発電」
では説明ができないような大きなパワーが出たんです。

た。それは博士の時の研究で、一旦区切りついたので、新だ、ヒステリシス※4って言って、CNTの表面の水なんかは、

なぜかなって考えてみたところ、摩擦帯電が要因とわかり、そしい材料をやろうとポスドクで東大に移り、「二硫化モリブ

そういった影響がCNT自身の電気的特性に大きく効いてくるデン」という比較的新しい2次元材料（原子層の厚みの材料）

ので、できるだけCNTの表面をきれいにしながら作るっていを使ってデバイスの作製をやっていました。

う部分が一番重要かなと思っています。最近は、パリレン※5

今はどんなことに取り組んでいますか？

なんかでふたをしてから、しっかり封止することでヒステリシ

松永

作りは非常にシンプル

こで初めて、僕が今やっている摩擦帯電のエネハベですね、
4
発電するシートってどんな作りなんですか？
松永

PDMS（ポリジメチルシロキサン: dimethylpolysi-

学生の時は、CNTとダイヤモンドを使いながら、量loxane）
っていう透明のゴムの中に、CNTの電極が１個入っ

内山

今はCNTに戻り、そういう２次元材料も使って、フているだけです。本当にシンプルな構造です。一番シンプ

レキシブルなデバイス（＝トランジスタ）を集積化して、回路

ルなのは、ゴムの中にCNTが１層、40nmくらいの厚さに（ネットワークした）CNTが、大体85〜90％くらいの透過率
で入っています。普通に触るだけで発電します。
これで発生するエネルギーで、デバイスを動かしたり情報を飛ばしたりできたらすごいですよね。
松永 CNTって、普通に作っちゃうと、2：1で半導体と金属が混ざっているので、デバイスに使おうとすると、半導体だ
10mm
ウエアラブルデバイス

けをうまく分離したりとかっていういろんな課題があるんですが、電極で使う時はそういう課題に目をつぶることができるので、透明にできるとか、伸縮性を持っているとか、耐久

基礎知識
界面（P08）※5あるシステムの状態が、現在加えられている力

Parylene（化合物）。パリレンは、主鎖がパラ

気体、液体、および固体の各異相間にできる境界だけでなく、過去に加わった力に依存して変化

ベンゼンジイル環からなるポリマーの一般名。

面のこと。お互いが完全に混ざり合うことはしなすること。履歴現象、履歴効果とも呼ぶ。

パリレン

※6

※4 ヒステリシス

い（混ざり合うと界面でなくなる。）

クリーンルーム内でCNTデバイスを作製する様子（左）
フレキシブル基板上へのCNT成膜（右）電子線蒸着による金属電極形成

内山

CNT自体は薬品耐性なんかも十分あるので、他の有スを低減できるようになってきているところです。

特集

助教

大野研究室

内山 晴貴
UCHIYAMA, Haruki

2021年3月 名古屋大学工学研究科電子工学専攻 博士課
程修了 博士（工学）。同年4月
東京大学大学院工学系研究科
マテリアル工学専攻特任研究員。2022年5月より現職。
●趣味・好きなこと／散歩、実験、その他いろいろ(水泳、自転車等)。これまで自分が見たことのないものを発見することが好きです。最近身体を動かす機 会が減ってきたので、水泳を再開する予定です．
．
．

１目盛りが100ボルト単位になっている。
触れる、離すを交互にするだけで100ボルトくらいは軽く出る。

に貼り付けるようなデバイスを作った時に、電源はどうするのということですね。だらんと線をつなぐ訳にはいかないです

振動発電に出会って、そっちの方向に進んだという感じです。
今はどんな状況ですか？

し、どうせなら周囲から使えるエネルギーを集めて、システム

松永を動かせるように発電しようという。

おうとすると、まだまだ出力が足りないんです。例えば腕に性に強いとか、簡単に作れますよとか、そういうメリットは生やシステムを作りたいなと思っています。例えば脈拍を取る

かせると思います。

ことができるようなものであったり、心電図を測定するようなシステム。心電図のパターンから異常を検出して、早く病

エネハベって、ウエアラブルデバイスの電源として使オールカーボンのデバイス院へ行った方がいいよといった情報を取れるようにしたいな
とも思っています。

何もないように見えるところから発電するヒントを貼るとすると、曲げ伸ばしですごく運動しないといけません。

どのように得たのでしょう。

そう考えていくと人の足の裏に貼るっていうのが一番エネル

内山先生は、大野研究室出身だそうですが、デバイスをオールカーボンで作る時に最初は、流体発電と言って、水がCNTの表面に触れギーを集めやすいんですが、人の動きに適したものでない

学生の時はどんなことを？

工夫されている点はどこですか？

ることによって発電しようっていうテーマがあって、僕もそこかといけません。ウエアラブル用の電源としてというよりもまず

内山

3らのスタートでした。でも、実際にやってみると「水の流れによは出力のパワーを上げることが必要っていう状況です。

子情報処理用のデバイスを作ろうと研究をすすめていまし

機材料に比べると、圧倒的にプロセスはやりやすいです。たる発電」
では説明ができないような大きなパワーが出たんです。

た。それは博士の時の研究で、一旦区切りついたので、新だ、ヒステリシス※4って言って、CNTの表面の水なんかは、

なぜかなって考えてみたところ、摩擦帯電が要因とわかり、そしい材料をやろうとポスドクで東大に移り、「二硫化モリブ

そういった影響がCNT自身の電気的特性に大きく効いてくるデン」という比較的新しい2次元材料（原子層の厚みの材料）

ので、できるだけCNTの表面をきれいにしながら作るっていを使ってデバイスの作製をやっていました。

う部分が一番重要かなと思っています。最近は、パリレン※5

今はどんなことに取り組んでいますか？

なんかでふたをしてから、しっかり封止することでヒステリシ

松永

作りは非常にシンプル

こで初めて、僕が今やっている摩擦帯電のエネハベですね、
4
発電するシートってどんな作りなんですか？
松永

PDMS（ポリジメチルシロキサン: dimethylpolysi-

学生の時は、CNTとダイヤモンドを使いながら、量loxane）
っていう透明のゴムの中に、CNTの電極が１個入っ

内山

今はCNTに戻り、そういう２次元材料も使って、フているだけです。本当にシンプルな構造です。一番シンプ

レキシブルなデバイス（＝トランジスタ）を集積化して、回路

ルなのは、ゴムの中にCNTが１層、40nmくらいの厚さに（ネットワークした）CNTが、大体85〜90％くらいの透過率
で入っています。普通に触るだけで発電します。
これで発生するエネルギーで、デバイスを動かしたり情報を飛ばしたりできたらすごいですよね。
松永 CNTって、普通に作っちゃうと、2：1で半導体と金属が混ざっているので、デバイスに使おうとすると、半導体だ
10mm
ウエアラブルデバイス

けをうまく分離したりとかっていういろんな課題があるんですが、電極で使う時はそういう課題に目をつぶることができるので、透明にできるとか、伸縮性を持っているとか、耐久

基礎知識
界面（P08）※5あるシステムの状態が、現在加えられている力

Parylene（化合物）。パリレンは、主鎖がパラ

気体、液体、および固体の各異相間にできる境界だけでなく、過去に加わった力に依存して変化

ベンゼンジイル環からなるポリマーの一般名。

面のこと。お互いが完全に混ざり合うことはしなすること。履歴現象、履歴効果とも呼ぶ。

パリレン

※6

※4 ヒステリシス

い（混ざり合うと界面でなくなる。）

クリーンルーム内でCNTデバイスを作製する様子（左）
フレキシブル基板上へのCNT成膜（右）電子線蒸着による金属電極形成

内山

CNT自体は薬品耐性なんかも十分あるので、他の有スを低減できるようになってきているところです。

特集

大野研究室

研究成果◉

大野先生はずっと半導体デバイスのご研究を？
大野プリンターでインクの代わ

そうですね、普通のデバイスではなくて、量子現象

新型コロナウイルスの不活化を実現する
卓上型エアカーテン装置を開発！

を使ったような、もっと高速でなおかつ多機能、そういうデ

未来材料・システム研究所の内山 知実 教授と線LEDを照射してウイルスを不活化するものであバイスをやっていました。その頃、どちらかというと論理回

天野 浩 教授、および大学院医学系研究科の八木り、
名古屋医療センターにおいてSARS-CoV-2ウイ

液をプリント（シールを貼り路のようなことをやっていましたが、やっぱり集積回路です

哲也 教授らの研究グループは、
名古屋大学医学部

ルスを用いた実験を実施し、ウイルスを検出限界ま付けるように）することで、ね、そこからもっと物性物理の方へ行きました。それがM２

附属病院、独立行政法人国立病院機構名古屋医で不活化できることを確認しました。

からドクターの間くらいでしょうか。新しい材料ですとか、ナ療センターの岩谷 靖雅 部長、アポロ技研株式会

本装置を用いれば、エアカーテン気流で感染性ノ構造ですとか、そういうのが持っている特徴を光を使っ社、
フジプリグループ株式会社および株式会社アイ

飛沫を遮蔽することができ、また気流そのものを常て調べるようなことをやっていました。

ディーネットとともに、新型コロナウイルスSARS -にウイルスフリーの状態に保つことができます。し幅広く研究されているんですね。

CoV-2を不活化できる卓上型のエアカーテン装置をかも、ウイルス不活化に深紫外線LED照射を用い僕は結構幅広く、面白いところをかいつまんでやっ開発しました。
これは、エアカーテン気流の制御技

るためフィルタは不要であり、本装置のメンテナンス

てる感じで、本当に物性物理から材料を創るところ、それ術に深紫外線LEDの照射によるウイルス不活化特

間隔はLEDの寿命に相当する10,000時間以上と長からデバイスですとか集積回路とか、実は随分広く研究して性を活用した、
医工融合技術による成果です。

く、
長期連続稼働が可能です。

りにカーボンナノチューブ溶

集積回路ができる。

フレキソ印刷機の概略構造

BladeAnilox roll
Plate

Sample/stage(下図)で使用したフレキソプリンタのプロトタイプ

大野

いて、それが今結構活きている感じがしています。特にこ新型コロナウイルスの蔓延を抑制するには、
対人

本研究成果は、2022年5月17日付国際科学専門のCNTっていう新しい素材を使って、世の中で使えるデバ

距離の確保が有効であると提言されています。
しかイスにしようとした時に、デバイスの知識だけでは全然足りし、病院やクリニックなどにおける問診、
採血、
治療

本研究は、
令和2年度 科学技術振興機構 研究

ないし、回路の知識もシステムの知識も必要ですし、新しなどの医療行為では、十分な距離の確保が困難な成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラム

い材料なので、実は材料自体のいろんな性能がパーフェク

場合が多々あり、患者さんと医療従事者のウイルス（A-STEP）
トライアウトタイプの支援のもとで行わ

トには解明されていないんですね。

曝露リスクの低減が緊急かつ重要な課題となってれたものです。

誌「AIP Advances」に掲載されました。

います。

興味が大事！

この度、十分な対人距離の確保が難しい状況下でも、呼気に含まれるエアロゾル粒子を遮断できる

本当に開拓していく感じなんですね。
大野

空気壁（エアカーテン気流）を生成する、卓上型エ【論文情報】
雑誌名：AIP Advances
論文タイトル：Blocking Eﬀect of Desktop Air Curtain
on Aerosols in Exhaled Breath

そうです。いろんな欠陥も多かったり、あるいはアカーテン装置を開発しました。
さらに、
本装置に併

CNTと他の材料との界面※6っていうところが制御できな装する新奇のウイルス不活化装置の開発にも成功

DOI : 10.1063/5.0086659

かったり、物性も材料も、実は本当の基礎の基礎からわかしました。この装置は、エアカーテン気流に深紫外URL : https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0086659

著者：Kotaro Takamure, Yasuaki Sakamoto,
Yasumasa Iwatani, Hiroshi Amano, Tomomi Uchiyama

らないとできないことがたくさんあったんですね。でも、興15×15cm 2の透明フレキシブルプラスチックフィルム上

味が湧くままに幅広〜く研究してきた経験や得た知識が、に配列印刷されたCNT TFT(=Thin Film Transistor)

最近活きているんですよ。
興味ってすごく大事ですよね。

プリンターで 作れちゃう手軽さ！

大野

エアカーテン装置

患者

医療従事者

そうですね、興味を持って、集中してじっくり考えたり思いを巡らしたり、そういう時間ってすごく大事。時にはデバイスをオールカーボンで作れたらそれはボーっとしているようにしか見えないかもしれないん

どんな利点がありますか？

ですけど、すごく大事な時間なんですよね。これ面白い、あ大野

柔らかくなるっていうこともありますし、貴金属類がれ面白い、こんなのもあるかもしれないって興味を持って何も要らなくなります。CNTって、実はプリンターでものづくやっていると、新しいアイディアが出るんですね。そんな時りができるんです。印刷するだけで集積回路が、もうすで間を共有できる仲間との無駄に思える会話の時間も。そこにできるようになってきていますよ。ですので安く、どこでがやっぱり、大学の研究では特に大事だと思います。

ウイルス不活化装置

採血ブースの実証実験の様子も作りたいものがカスタマイズして作れるとか、いろんなメ
リットがあるんです。きっと５年後くらいにはそういうレベルになっていくんじゃないでしょうか。

聞き手・文／IMaSS広報委員会 池永英司、小西雅代
エアカーテン装置を停止

エアカーテン装置を作動

エアカーテン装置を作動（エアカーテンを腕が横断
した場合）

特集

大野研究室

研究成果◉

大野先生はずっと半導体デバイスのご研究を？
大野プリンターでインクの代わ

そうですね、普通のデバイスではなくて、量子現象

新型コロナウイルスの不活化を実現する
卓上型エアカーテン装置を開発！

を使ったような、もっと高速でなおかつ多機能、そういうデ

未来材料・システム研究所の内山 知実 教授と線LEDを照射してウイルスを不活化するものであバイスをやっていました。その頃、どちらかというと論理回

天野 浩 教授、および大学院医学系研究科の八木り、
名古屋医療センターにおいてSARS-CoV-2ウイ

液をプリント（シールを貼り路のようなことをやっていましたが、やっぱり集積回路です

哲也 教授らの研究グループは、
名古屋大学医学部

ルスを用いた実験を実施し、ウイルスを検出限界ま付けるように）することで、ね、そこからもっと物性物理の方へ行きました。それがM２

附属病院、独立行政法人国立病院機構名古屋医で不活化できることを確認しました。

からドクターの間くらいでしょうか。新しい材料ですとか、ナ療センターの岩谷 靖雅 部長、アポロ技研株式会

本装置を用いれば、エアカーテン気流で感染性ノ構造ですとか、そういうのが持っている特徴を光を使っ社、
フジプリグループ株式会社および株式会社アイ

飛沫を遮蔽することができ、また気流そのものを常て調べるようなことをやっていました。

ディーネットとともに、新型コロナウイルスSARS -にウイルスフリーの状態に保つことができます。し幅広く研究されているんですね。

CoV-2を不活化できる卓上型のエアカーテン装置をかも、ウイルス不活化に深紫外線LED照射を用い僕は結構幅広く、面白いところをかいつまんでやっ開発しました。
これは、エアカーテン気流の制御技

るためフィルタは不要であり、本装置のメンテナンス

てる感じで、本当に物性物理から材料を創るところ、それ術に深紫外線LEDの照射によるウイルス不活化特

間隔はLEDの寿命に相当する10,000時間以上と長からデバイスですとか集積回路とか、実は随分広く研究して性を活用した、
医工融合技術による成果です。

く、
長期連続稼働が可能です。

りにカーボンナノチューブ溶

集積回路ができる。

フレキソ印刷機の概略構造

BladeAnilox roll
Plate

Sample/stage(下図)で使用したフレキソプリンタのプロトタイプ

大野

いて、それが今結構活きている感じがしています。特にこ新型コロナウイルスの蔓延を抑制するには、
対人

本研究成果は、2022年5月17日付国際科学専門のCNTっていう新しい素材を使って、世の中で使えるデバ

距離の確保が有効であると提言されています。
しかイスにしようとした時に、デバイスの知識だけでは全然足りし、病院やクリニックなどにおける問診、
採血、
治療

本研究は、
令和2年度 科学技術振興機構 研究

ないし、回路の知識もシステムの知識も必要ですし、新しなどの医療行為では、十分な距離の確保が困難な成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラム

い材料なので、実は材料自体のいろんな性能がパーフェク

場合が多々あり、患者さんと医療従事者のウイルス（A-STEP）
トライアウトタイプの支援のもとで行わ

トには解明されていないんですね。

曝露リスクの低減が緊急かつ重要な課題となってれたものです。

誌「AIP Advances」に掲載されました。

います。

興味が大事！

この度、十分な対人距離の確保が難しい状況下でも、呼気に含まれるエアロゾル粒子を遮断できる

本当に開拓していく感じなんですね。
大野

空気壁（エアカーテン気流）を生成する、卓上型エ【論文情報】
雑誌名：AIP Advances
論文タイトル：Blocking Eﬀect of Desktop Air Curtain
on Aerosols in Exhaled Breath

そうです。いろんな欠陥も多かったり、あるいはアカーテン装置を開発しました。
さらに、
本装置に併

CNTと他の材料との界面※6っていうところが制御できな装する新奇のウイルス不活化装置の開発にも成功

DOI : 10.1063/5.0086659

かったり、物性も材料も、実は本当の基礎の基礎からわかしました。この装置は、エアカーテン気流に深紫外URL : https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0086659

著者：Kotaro Takamure, Yasuaki Sakamoto,
Yasumasa Iwatani, Hiroshi Amano, Tomomi Uchiyama

らないとできないことがたくさんあったんですね。でも、興15×15cm 2の透明フレキシブルプラスチックフィルム上

味が湧くままに幅広〜く研究してきた経験や得た知識が、に配列印刷されたCNT TFT(=Thin Film Transistor)

最近活きているんですよ。
興味ってすごく大事ですよね。

プリンターで 作れちゃう手軽さ！

大野

エアカーテン装置

患者

医療従事者

そうですね、興味を持って、集中してじっくり考えたり思いを巡らしたり、そういう時間ってすごく大事。時にはデバイスをオールカーボンで作れたらそれはボーっとしているようにしか見えないかもしれないん

どんな利点がありますか？

ですけど、すごく大事な時間なんですよね。これ面白い、あ大野

柔らかくなるっていうこともありますし、貴金属類がれ面白い、こんなのもあるかもしれないって興味を持って何も要らなくなります。CNTって、実はプリンターでものづくやっていると、新しいアイディアが出るんですね。そんな時りができるんです。印刷するだけで集積回路が、もうすで間を共有できる仲間との無駄に思える会話の時間も。そこにできるようになってきていますよ。ですので安く、どこでがやっぱり、大学の研究では特に大事だと思います。

ウイルス不活化装置

採血ブースの実証実験の様子も作りたいものがカスタマイズして作れるとか、いろんなメ
リットがあるんです。きっと５年後くらいにはそういうレベルになっていくんじゃないでしょうか。

聞き手・文／IMaSS広報委員会 池永英司、小西雅代
エアカーテン装置を停止

エアカーテン装置を作動

エアカーテン装置を作動（エアカーテンを腕が横断した場合）

研究成果◉

速器の精密制御による新たなパルス電子線発生技術をロスなく短時間でのGaN基板レーザスライス技術を発明〜GaN基板を用いたデバイスの大幅な低コスト化に期待〜料など幅広い材料開拓への貢献が期待されます。

利用することで、約50フェムト秒以下という、結晶材料中

本研究成果は2022年5月31日（現地時間）に、「Reviewの原子や分子が振動する速さでの変化を高精度でコマof Scientiﬁc Instruments」にオンライン掲載されました。

撮りできます。実際にこの装置を用いて、典型的半導体
未来材料・システム研究所の天野 浩 教授、
田中 敦之
特任准教授らの研究グループは、
浜松ホトニクス株式会
社との共同研究で、レーザを用いてGaN基板をロスなく短時間でスライスする技術を新たに発明しました。
単結晶のGaN基板は高性能なGaNデバイスには欠かせないものですが、価格が非常に高く、GaN基板を用いたデバイスの普及の妨げとなっていましたが、本研究によってGaN基板を用いたデバイスの大幅な低コスト化及びそれによる社会への普及が期待されます。
本研究成果は、2021年9月9日付及び2022年5月5日付イギリス学術雑誌「Scientiﬁc Reports」に掲載されました。
本研究は、平成30年度及び令和3年度から始まった
総務省「電波資源拡大のための研究開発（JPJ000254）」
及び「戦略的情報通信研究開発推進事業（SCOPE）【論文情報】

である単結晶Siに光があたるとSi原子がどのように動く

雑誌名：Scientiﬁc Reports
論文タイトル：Smart-cut-like laser slicing of GaN substrate using itsのかという、
光デバイス開発の最も基本的な情報を得る

own nitrogen

ことに初めて成功しました。
本装置では、
従来よりも加速著者：Atsushi Tanaka, Ryuji Sugiura,
Daisuke Kawaguchi, Toshiki Yui, Yotaro Wani,

電圧を抑えた（10万ボルト）
電子線を用いているため、
試

Tomomi Aratani, Hirotaka Watanabe, Hadi Sena, Yoshio Honda,

料損傷もほとんどなく、
無機物質から有機物質まで広がYasunori Igasaki, Hiroshi Amano

る光エネルギー変換材料や光メモリー、
トポロジカル材

DOI：10.1038/s41598-021-97159-w【論文情報】
掲載誌：Review of Scientiﬁc Instruments
論文タイトル：Generation of sub-100 fs electron pulses for time-resolved
electron diﬀraction using a direct synchronization method
著者：Kou Takubo, Samiran Banu, Sichen Jin,
Misaki Kaneko, Wataru Yajima, Makoto Kuwahara, YasuhikoHayashi, Tadahiko Ishikawa, Yoichi Okimoto, Masaki Hada, andShinya Koshihara
DOI：10.1063/5.0086008

URL：https://www.nature.com/articles/s41598-021-97159-w

パルス電子線の飛行とパルス幅圧縮概念図。
左側の

雑誌名：Scientiﬁc Reports
論文タイトル：Laser slice thinning of GaN-on-GaN high electron

光電面から射出された電子パルス（電子に対応する

mobility transistors

黄色粒の塊）が前後に広がり、長い時間幅のパルス

著者：Atsushi Tanaka, Ryuji Sugiura,となる。
中心部の超小型加速器（中央の水色部分）を

Daisuke Kawaguchi, Yotaro Wani, Hirotaka Watanabe,

使って、電子パルスの前半部を減速、後半部を加速

Hadi Sena, Yuto Ando, Yoshio Honda, Yasunori Igasaki, Akio

することで、前後の長さ（パルス幅）
が圧縮された極Wakejima, Yuji Ando, Hiroshi Amano

短電子パルスとなり、試料（Si）に入射する。

DOI：10.1038/s41598-022-10610-4
URL：https://www.nature.com/articles/s41598-022-10610-4（JP215006003）」の支援のもとで行われたものです。
GaN基板のレーザスライス工程

研究成果◉

レーザを用いてへき開面を形成

内面にへき開面が形成された4インチGaN基板支持基板にテープで保持〜半導体製造における検査工程の利便性向上や効率化に貢献〜

引き剥がす

レーザによって2枚にスライスされた4インチGaN基板

半導体ウエハー面内の転位分布・ひずみ分布の可視化に成功未来 材料・システム研究所の原田 俊太 准教授とのコントラストで形成された画像の中から転位の位置情

Mipox株式会社は、
半導体基板を製造する際に発生す報を抽出し、転位の数密度や分布の様子をカラースケー

る結晶欠陥
（転位）
をカウントするシステムの構築と、ウエルで可視化（ヒートマップ表示）
することが可能になりま

ハー全体の転位やひずみの分布を直感的に分かりやすした。
これにより、
半導体製造における検査工程の利便く表示するヒートマップ表示機能の開発に成功しまし

性や業務効率の向上に大きく貢献します。

た。
この研究は、NEDOの「官民による若手研究者発掘

レーザにより薄片・個片化したデザイスも動作可能（2インチ
基板から5mm角50μm厚デザ
イスを切り出した様子）

支援事業
（若サポ）
」
によるものです。
従来は転位部分を機械的に抽出できず、観察した像

なお、Mipox株式会社は今回開発した二つの機能を組み合わせて、Mipox株式会社の製品であるSiC結晶転位高感度可視化装置「XS-1 Sirius」に実装しました。

の定量的な評価が困難でしたが、本成果により、グレー
研究成果◉

アルゴリズムによる欠陥の自動検出

10兆分の1秒以下のコマ撮りが可能な
電子線分子動画撮影装置の開発に成功

4インチSiCウエハーに含まれる〜光が駆動する20兆分の1秒の結晶変化を観測〜

転位カウントシステム

未来材料・システム研究所の桑原 真人 准教授と共同

分の1秒（100フェムト秒）
以下の構造変化を観測するテー

で、
東京工業大学 田久保 耕 特任助教、Samiran Banu

ブルトップサイズの電子線回折装置を世界で初めて開発（D3）、
腰原 伸也 教授、
筑波大学 羽田 真毅 准教授、矢しました。
本装置は大型の加速器を用いず、レーザーと小型加→嶋 渉（M2）
らの研究グループが、光励起で起きる10兆

欠陥分布マッピング

による貫通転 位の抽
出の様子

貫通転位の数のヒートマップ表示。赤が貫通転 位の多い領域、青が貫通転位の少ない領域となり、ウエハー内での転位の分布が分かりやすく可視化される。

研究成果◉

速器の精密制御による新たなパルス電子線発生技術をロスなく短時間でのGaN基板レーザスライス技術を発明〜GaN基板を用いたデバイスの大幅な低コスト化に期待〜料など幅広い材料開拓への貢献が期待されます。

利用することで、約50フェムト秒以下という、結晶材料中

本研究成果は2022年5月31日（現地時間）に、「Reviewの原子や分子が振動する速さでの変化を高精度でコマof Scientiﬁc Instruments」にオンライン掲載されました。

撮りできます。実際にこの装置を用いて、典型的半導体
未来材料・システム研究所の天野 浩 教授、
田中 敦之
特任准教授らの研究グループは、
浜松ホトニクス株式会
社との共同研究で、レーザを用いてGaN基板をロスなく短時間でスライスする技術を新たに発明しました。
単結晶のGaN基板は高性能なGaNデバイスには欠かせないものですが、価格が非常に高く、GaN基板を用いたデバイスの普及の妨げとなっていましたが、本研究によってGaN基板を用いたデバイスの大幅な低コスト化及びそれによる社会への普及が期待されます。
本研究成果は、2021年9月9日付及び2022年5月5日付イギリス学術雑誌「Scientiﬁc Reports」に掲載されました。
本研究は、平成30年度及び令和3年度から始まった
総務省「電波資源拡大のための研究開発（JPJ000254）」
及び「戦略的情報通信研究開発推進事業（SCOPE）【論文情報】

である単結晶Siに光があたるとSi原子がどのように動く

雑誌名：Scientiﬁc Reports
論文タイトル：Smart-cut-like laser slicing of GaN substrate using itsのかという、
光デバイス開発の最も基本的な情報を得る

own nitrogen

ことに初めて成功しました。
本装置では、
従来よりも加速著者：Atsushi Tanaka, Ryuji Sugiura,
Daisuke Kawaguchi, Toshiki Yui, Yotaro Wani,

電圧を抑えた（10万ボルト）
電子線を用いているため、
試

Tomomi Aratani, Hirotaka Watanabe, Hadi Sena, Yoshio Honda,

料損傷もほとんどなく、
無機物質から有機物質まで広がYasunori Igasaki, Hiroshi Amano

る光エネルギー変換材料や光メモリー、
トポロジカル材

DOI：10.1038/s41598-021-97159-w【論文情報】
掲載誌：Review of Scientiﬁc Instruments
論文タイトル：Generation of sub-100 fs electron pulses for time-resolved
electron diﬀraction using a direct synchronization method
著者：Kou Takubo, Samiran Banu, Sichen Jin,
Misaki Kaneko, Wataru Yajima, Makoto Kuwahara, YasuhikoHayashi, Tadahiko Ishikawa, Yoichi Okimoto, Masaki Hada, andShinya Koshihara
DOI：10.1063/5.0086008

URL：https://www.nature.com/articles/s41598-021-97159-w

パルス電子線の飛行とパルス幅圧縮概念図。
左側の

雑誌名：Scientiﬁc Reports
論文タイトル：Laser slice thinning of GaN-on-GaN high electron

光電面から射出された電子パルス（電子に対応する

mobility transistors

黄色粒の塊）が前後に広がり、長い時間幅のパルス

著者：Atsushi Tanaka, Ryuji Sugiura,となる。
中心部の超小型加速器（中央の水色部分）を

Daisuke Kawaguchi, Yotaro Wani, Hirotaka Watanabe,

使って、電子パルスの前半部を減速、後半部を加速

Hadi Sena, Yuto Ando, Yoshio Honda, Yasunori Igasaki, Akio

することで、前後の長さ（パルス幅）
が圧縮された極Wakejima, Yuji Ando, Hiroshi Amano

短電子パルスとなり、試料（Si）に入射する。

DOI：10.1038/s41598-022-10610-4
URL：https://www.nature.com/articles/s41598-022-10610-4（JP215006003）」の支援のもとで行われたものです。
GaN基板のレーザスライス工程

研究成果◉

レーザを用いてへき開面を形成

内面にへき開面が形成された4インチGaN基板支持基板にテープで保持〜半導体製造における検査工程の利便性向上や効率化に貢献〜

引き剥がす

レーザによって2枚にスライスされた4インチGaN基板

半導体ウエハー面内の転位分布・ひずみ分布の可視化に成功未来 材料・システム研究所の原田 俊太 准教授とのコントラストで形成された画像の中から転位の位置情

Mipox株式会社は、
半導体基板を製造する際に発生す報を抽出し、転位の数密度や分布の様子をカラースケー

る結晶欠陥
（転位）
をカウントするシステムの構築と、ウエルで可視化（ヒートマップ表示）
することが可能になりま

ハー全体の転位やひずみの分布を直感的に分かりやすした。
これにより、
半導体製造における検査工程の利便く表示するヒートマップ表示機能の開発に成功しまし

性や業務効率の向上に大きく貢献します。

た。
この研究は、NEDOの「官民による若手研究者発掘

レーザにより薄片・個片化したデザイスも動作可能（2インチ
基板から5mm角50μm厚デザ
イスを切り出した様子）

支援事業
（若サポ）
」
によるものです。
従来は転位部分を機械的に抽出できず、観察した像

なお、Mipox株式会社は今回開発した二つの機能を組み合わせて、Mipox株式会社の製品であるSiC結晶転位高感度可視化装置「XS-1 Sirius」に実装しました。

の定量的な評価が困難でしたが、本成果により、グレー
研究成果◉

アルゴリズムによる欠陥の自動検出

10兆分の1秒以下のコマ撮りが可能な
電子線分子動画撮影装置の開発に成功

4インチSiCウエハーに含まれる〜光が駆動する20兆分の1秒の結晶変化を観測〜

転位カウントシステム

未来材料・システム研究所の桑原 真人 准教授と共同

分の1秒（100フェムト秒）
以下の構造変化を観測するテー

で、
東京工業大学 田久保 耕 特任助教、Samiran Banu

ブルトップサイズの電子線回折装置を世界で初めて開発（D3）、
腰原 伸也 教授、
筑波大学 羽田 真毅 准教授、矢しました。
本装置は大型の加速器を用いず、レーザーと小型加→嶋 渉（M2）
らの研究グループが、光励起で起きる10兆

欠陥分布マッピング

による貫通転 位の抽
出の様子

貫通転位の数のヒートマップ表示。赤が貫通転 位の多い領域、青が貫通転位の少ない領域となり、ウエハー内での転位の分布が分かりやすく可視化される。

活動報告

第８回エネル ギ ーシステムシンポジウム「 カーボンニュートラル に向 けた材 料・機 器 技 術と電 力 需 給 解 析〜次代を担うフロントランナー〜」
2022年1月14日（金）13：00〜17：00

開催方法：ハイブリッド開催 / 配信方法：Zoom Webinar

８回シンポジウムは題記のテーマで、講演者およ

参加者は140名に上り、大学・研究機関・企業の立場か

演台から事務局側の挨拶や趣旨説明を配信するハイブ（エネルギーシステム寄附研究部門 岩田幹正）

第 び聴講者はオンライン接続し、ベンチャーホール らの取り組みに、多数の質問が寄せられました。
リッド形式で開催しました。
最初に、佐藤正寛講師（東京大学）より「計算科学とデータ科学が拓く誘電絶縁材料の新たな展開」、続いて、
吉田昌展氏（中部電力）
より「電力流通設備における
環境配慮と再生可能エネルギーの稼働率向上に向けた金取り組み」、次に、池上貴志准教授（東京農工大学）
より「分散型需給調整力提供技術評価のための電力需給解析モデル」、最後に、徳光啓太氏（電力中央研究所）
より特集◉大野研究室インタビュー「電力系統における広域的な負荷周波数制御の実現に

カーボンナノチューブ

向けた取り組み」
をそれぞれご講演いただきました。

佐藤 正寛 講師

吉田 昌展 氏池上 貴志 准教授

徳光 啓太 氏

ハイブリッド開催による講演の様子

メイド バイ オンリーCNT
透 明 テ ー プ の よ う な 柔 ら か デ バ イ ス！

名古屋大学特定基金「青色LED基金」主催
特別講演会「未来を創造する科学」
2022年2月23日（水）13：00〜14：00 開催方法：オンライン開催（Zoom）

古屋大学特定基金 青色LED・未来材料研究支

講演では、研究室からの中継を交え、ワイヤレス電力オンライン特別講演会を開催しました。
「未来を創造する

今回の特別講演会には、
青色LED基金へご寄附いた科学」
をテーマとし、
CIRFEセンター長・天野浩教授によだいている方々を含め約50名が参加し、質疑応答時にはる挨拶、そして同セン

活発な意見交換が行われました。
最後に、
青色LED基金

ター・山本 真義教授

奨学生から寄附者へのご挨拶と研究内容に関する発表

による講演「Ga N半があり、講演会後には、寄附者のみを対象とした「天野教

導体は車に、
海に、
空

授とのオンライン座談会」を開催し寄附者との交流を図りに、宇宙に！」が行わました。

名 援事業（青色LED基金）では、2022年2月23日に 伝送システムの実験の様子などもご覧いただきました。

れました。

（青色LED基金事務局）

特別講演会で挨拶をする天野浩教授

青色LED基金の
ご案内

青色LED

青色LEDを作った窒化ガリウム（GaN）
は、未来の暮らしを支える重要な鍵。
研究開発にみなさまのご協力をお願いいたします。

ご寄附のお申込み、お問い合わせは、名古屋大学 未来材料・システム研究所 青色LED・未来材料研究支援事業事務局 へお願いいたします。
詳しくはホームページをご覧ください。

青色LED基金

https://www.cirfekikin.imass.nagoya-u.ac.jp/

事務室：名古屋大学研究所共同館Ⅰ 2階〒464 - 8601 名古屋市千種区不老町
TEL：052 - 789- 5262 FAX：052 - 747- 6313
https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/

10mm

名古屋大学

未 来 材 料 ・ シ ス テ ム 研 究所