半導体研究の最先端

北海道大学 大学院工学研究院 大学院工学院 広報誌

2024.AUGUST No.435

01

特 集

特集│半導体研究の最先端化合物半導体量子ドットが拓く次世代情報通信技術

Quantum information and communication technology based on compound semiconductor quantum dots
応用物理学部門
半導体量子工学研究室

准教授
PROFILE

笹 倉 弘理＞ 出身高校／富山県立富山中部高等学校＞ 研究分野／量子光学スピントロニクス、
量子情報＞ 研究テーマ／半導体量子ドットを用いた

量子情報処理に関する研究＞ 研究室ホームページ

https://semi.eng.hokudai.ac.jp/

SASAKURA Hirotaka
Associate Professor

Laboratory of Semiconductor Quantum Physics
Division of Applied Physics
PROFILE＞ High school : Toyama Prefectural Toyama Chubu Senior High School＞ Research field : Quantum optics,Spintronics,Quantum information＞ Research theme : Quantum information based on semiconductor
quantum dots
＞ Laboratory HP :https://semi.eng.hokudai.ac.jp/

次代の量子インターネット構想を照らす半導体量子ドット構造

半導体研究の最先端
現代社会を支える最も重要な技術の一つが半導体です。
みなさんが毎日使っているスマートフォンやパソコン。これらのデバイスも、実は半導体の塊です。
情報デバイスだけでなく、電子レンジや炊飯器、自動車や旅客機の制御、送電システムなど、
半導体は私たちの生活を支える様々なインフラにも欠かせない技術なのです。

この半導体自体の進化や新たな機能を産み出すための研究が、大学の研究室で日々行われています。

化合物半導体でつくる
量子ドット構造

光子数に揺らぎの無い光を「なりすまし」対策に活用

半導体というと、家電製品やパソコンなどの電ではなぜ、光との相性がいい半導体量子ドット

子デバイスを思い浮かべる人が多いと思いますが必要なのでしょうか。私の研究室では、現行のになります。このように量子光学の分野では、光をが、半導体に関する研究は実に幅広く、私は半導光ファイバー通信網と親和性の高い量子ドット内

思い通りに制御する最適なプラットフォームとして体を活用した光の制御について研究しています。

蔵型光ファイバーデバイスを開発しています。光と半導体量子ドットの研究開発が進んでいます。

一般にLSI（大規模集積回路）に使われる半導体の相性がいい半導体量子ドットからは「パウリのまた、将来的には従来のゼロイチで動いていた

素材のシリコンは、光との相性が良くありません。

排他律」の助けを借りて、どんな時刻においても光情報処理ネットワークに代わる、ゼロとイチ両方

これを克服するため、化合物半導体であるガリウ

子数が確定している特殊な光が発生します。これの状態が重なり合う量子の不確定性を活かした

ムヒ素やガリウムをインジウムやアルミニウムで置をネットワーク社会のサイバーセキュリティに活用

量子ドット内蔵型光ファイバーデバイス同士を繋き換えたものをナノメートルスケールで組み合わすると、量子暗号を通じて盗聴者が介入した足跡

げた量子インターネット構想に向けた展開も見据

せると、「量子ドット」と呼ばれるごく小さな箱のよを知る「なりすまし」対策として必要不可欠なもの

えています。

図1 半導体量子ドットを利用した量子ICTへの展望
Figure 1 : Prospects for quantum ICT utilizing semiconductor
quantum dots

うな構造が出来上がります。
この量子ドットは内部の空間にエネルギーを閉
じ込め、電子や正孔を局在させることができるた

今号では「半導体研究の最先端」と題して半導体に携わる先生方にめ、光との相性がさらに良くなります。組み合わせ

独自の技術や取り組み、それらがもたらす可能性など最先端の研究活動について語っていただきました。

る化合物半導体の種類や大きさを制御することにより、内部エネルギーを自在にデザインすることができ、新たな原子のようなふるまいを示すことから、量子ドットは「人工原子」とも呼ばれています。

半導体技術の裏側にある努力や革新に触れるこの特集が、
図2 （左）
量子ドット内蔵型光ファイバーデバイス。
（中央）
ナノピラーアレイ化を施した半導体量子ドットのSEM像。
（右）
光子数が1であることを示し皆さんの未来を切り開くヒントになればと願っています。

た結果。

Figure 2 :（Left）
Quantum-Dot-in-Fiber device.
（Center）
SEM image of nano pillar array.（Right）Anti-bunching behavior.

Technical term

コーディネーター

02

笹倉 弘理（応用物理学部門 准教授）

量子暗号

量子力学における波束の収縮に基づく、完全な盗聴者検知が可能となる暗号鍵配送方式。
「観測した」という傷跡が必ず送受信者間で確認できる。
盗聴者が暗号を03

02

未来の「光」を一緒に創りませんか？
半導体の超微細加工を実現するプラズマ光源の開発
Ultra-ﬁne semiconductor processes based on plasma light sources

応用量子科学部門
プラズマ材料工学研究室

准教授

PROFILE

03

特集│半導体研究の最先端

次世代半導体をリードする安定・低温焼成型銅ナノ粒子分散系
Stable, low-temperature sintered copper nanoparticle dispersions leading
next-generation semiconductor industry

材料科学部門
先進材料ハイブリッド工学研究室

富田 健 太 郎

教授

PROFILE

米澤 徹＞ 出身高校／福岡県立京都高等学校＞ 出身高校／甲陽学院高等学校＞ 研究分野／プラズマ工学、
プラズマ計測＞ 研究分野／ナノ材料科学、
ナノ粒子、導電材料、医療材料、電子顕微鏡、2次電池＞ 研究テーマ／極端紫外
（EUV）
および

軟X線光源用プラズマの計測・最適化研究＞ 研究室ホームページ
https://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/pmel_a/research.html＞ 研究テーマ／次世代半導体をリードする安定・低温焼成型銅ナノ粒子分散系＞ 研究室ホームページ

https://nanoparticle.hokkaido.university

TOMITA Kentaro

YONEZAWA Tetsu

Associate Professor

Professor

Laboratory of Plasma Processing for Materials Engineering
Division of Quantum Science and Engineering

Laboratory of Novel Materials Hybrid Engineering
Division of Materials Science and Engineering

PROFILE＞ High school : Fukuoka Prefectural Miyako High School＞ Research field : Plasma engineering, Plasma diagnostics＞ Research theme : Optimization and diagnostics of plasmas for
extreme-ultraviolet and soft X ray light sources＞ Laboratory HP :https://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/pmel_a/research.html

見えないものを計測する技術で半導体開発現場を支えたい

PROFILEHigh school : Koyo Gakuin High School
Research field : Nanomaterial science, Nanoparticle, Conductive materials,
Medical materials, Electron microscopy, Secondary battery＞ Research theme : Stable, Low-temperature sintered copper
nanoparticle dispersions leading next-generation semiconductor industry＞ Laboratory HP : https://nanoparticle.hokkaido.university＞＞

銅ナノ粒子インクを適切かつ高濃度で分散するた高校で学ぶ化学や物理を土台に半導体研究の最先端を拓くめの装置も開発することで、200℃以下の低温で安定的に銅ナノ粒子を焼成することができ、従来の高温焼成プロセスに比べてエネルギー効率が向上し、材料の熱的損傷を軽減することができる
ようになりました。

EUV露光で焼き付ける
超微細な半導体回路

環境負荷の低減を目指して
EUV光源を計測・制御

図1 露光（リソグラフィー）は半導体材料にマスクを通して光を照射し、回路パターンを焼き付ける工程。本研究はその時に使用する三次元集積を実現する
銅インク・ペーストを製造

低温かつ安定的に焼成できる
銅ナノ粒子分散装置も開発

半導体はスマートフォン、自動車、家電製品な

現在のEUV露光技術は膨大な電力が必要であ

ど、私たちの身近にある、あらゆる電子機器に使り、環境への負荷が問題視されています。特に、用されています。今後も自動運転やAI技術をはじ

EUVを発する源（光源）の生成に大きな電力が使めとするIoT領域が拡大するにつれ、半導体には次世代半導体産業において、銅ナノ粒子を基材

この課題を克服するため、当研究室では適切なとするインク・ペーストは今後、非常に重要な役

有機保護剤を用いて銅ナノ粒子の表面をカバー

土台には皆さんが高校で学んできた化学や物理が、「計測できないものは制御できない」という理割を果たします。というのも、半導体を使ったLSIすることで酸化を防ぎ、安定なナノ粒子化を実現の基礎知識が生きています。これからの半導体産われており、光源生成の省エネ化が打開策として念の下、私たちのグループでは、今ではEUV光源（大規模集積回路）は現在、AIの登場などによりしました。研究室レベルで1バッチあたり100g程

業は理系や文系の垣根なく、色々なアイデアを持

データ処理能力の飛躍的な向上と低消費電力化期待されています。EUV光源は、1億分の1秒程の温度や密度、流れの計測を世界で唯一可能としその規模をどんどん大きくしており、そのために度の大量合成技術の開発にも成功し、その実用つ人材が歓迎されます。興味がある人はその好奇の両立が求められます。その実現には半導体のさ度のごく短 時 間だけ金 属を摂 氏30万 度 以 上ています。

チップ面積の拡大化や配線の複雑化によるデー化を目指しています。さらに、この我々が製造した

心をおおいに発揮してほしいと思っています。

らなる微細加工が必須であり、超微細加工を実のプラズマ状態にし、EUVを放出するものです

このように北大工学部には「半導体微細加工の現する最先端技術としてEUV（Extreme-Ultra（図2）。EUV光を効率よく取り出すためには、光要であるEUV光源が、なぜ光るのか？」を学理と決する回路の三次元集積に欠かせない次世代配Violet）と言われる極端紫外光を用いた露光（リ源となるプラズマの温度や密度、流れを計測し制して明らかにできるオンリーワンの計測技術があ

線材料が、我々が研究開発している銅ナノ粒子をソグラフィー）があります。私の研究は、このEUV御（コントロール）することが基本となります。とこります。この「なぜ？」を解き明かす研究を積み重基材とするインク・ペーストなのです。

を発する光源の開発に関するものです。

ろが、こうした物理量計測は非常に難しく、長年ね、私たちと一緒に「未来の光」を創っていきませブラックボックスのような状態が続いていましたんか。

露光（リソグラフィー）とは、写真のフィルムなた半導体研究の最先端に立つ我々ですが、そのタ処理の遅延が問題視されていますが、これを解

これまで配線材料には主に酸化しにくい銀が使われていましたが、銅は銀と同程度の優れた導電

ど光に反応する材料の表面に光をあて、感光させ性と熱伝導性を持ち、同時に金属原子が移動することを指します（図1）。半導体における露光と

図2(a) 実際のEUV光源プラズマからEUV光が発光される様子。(b) プラズマ内の2次元速度場構造（上側のみ表示）。半径150µmの範囲は、プラズマ中心軸上へ流れていく特異な流れ構造が観測された。
流れの速さは時速4万キロメートル以上。

はシリコンの基板上に光を用いて、微細な回路パターンを焼きつける工程を指します。回路パター
ンをどれだけ細かくできるかは波長の短い光がキーとなり、EUV露光では非常に短い波長（13.5

Figure 2 :(a) EUV light emitted from actual EUV
source plasma. (b) 2D velocity ﬁeld
structure in the plasma (only the upperside is shown). An unexpected ﬂow
structure was observed in the 150 µm
radius range, ﬂowing up the plasma
center axis.

ナノメートル）の光を用いています。

Technical term

プラズマ

04

こともより容易になり、次世代半導体技術の進展に大きく貢献できる未来に近づいています。こうし

最先端の
「光源」
の開発に関するものです。
Figure 1 : lithography is a process in which light is irradiated througha photo-mask onto semiconductor materials to make a circuit
pattern.

これらの技術によって積層するウエハ同士を繋ぐビアホールの埋め込みや、高密度の配線を描くることで配線ショートの原因となる現象が銀よりも圧倒的に起こりにくいという配線材料に適した耐性も持っています。しかしその一方で、銅は非常に酸化しやすく、比表面積を高めた場合、燃焼する可能性も高くなるため、その利用には多くの

図1

課題が存在していました。

高分子による表面の酸化抑制
Figure 1 :Oxidation suppression ofcopper surfaces bypolymers

Technical term
固体・液体・気体ではない 第四の状態 とも言われ、超高温によって分子が電離し、電子とイオンが混在している状態。

三次元集積

半導体回路設計において基盤となる平面状のウエハを上下に積層して回路全体の性能を高める技術。

05

04

自分の手でつくりだす新しい半導体
Creating new semiconductors by your own hands

応用化学部門固体反応化学研究室

教授

PROFILE

05

特集│半導体研究の最先端

光による電子・核スピン操作と、新規半導体材料の探索

Optical manipulation of electron-nuclei spin system and exploring new semiconductor materials
応用物理学部門
極限量子光学研究室

島田 敏 宏准教授
PROFILE＞ 出身高校／立命館慶祥高校＞ 出身高校／岡山県立岡山操山高等学校＞ 研究分野／半導体スピン物性・光物性＞ 研究分野／固体化学＞ 研究テーマ／電子・核スピン結合ダイナミクス、＞ 研究テーマ／新規機能性物質の設計、合成、応用

遷移金属ダイカルコゲナイドの励起子物性＞ 研究室ホームページ＞ 研究室ホームページ

https://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/kotai/index.html

https://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/UFQO/adachi_ja.html

SHIMADA Toshihiro

KAJI Reina

Professor

Associate Professor

Laboratory of Solid State Chemistry
Division of Applied Chemistry

Laboratory of Ultrafast Quantum Optics
Division of Applied Physics

PROFILE＞ High school : Okayama Prefectural Okayama Sozan Senior High School＞ Research field : Solid state chemistry＞ Research theme : Design, synthesis and application ofnovel functional materials＞ Laboratory HP :https://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/kotai/index.html

半導体結晶は化学の宝石
美しさに潜む新たな機能を求めてまだ誰も使っていない
新規半導体材料を合成

PROFILEHigh school : Ritsumeikan Keisho Senior High School
Research field : Spin physics and optical properties in semiconductors＞ Research theme : Spin dynamics of electron-nuclei coupled system,
Exciton physics in transition metal dichalcogenide＞ Laboratory HP :https://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/UFQO/adachi_ja.html＞＞

台湾で実感する半導体最前線
熱気に押されて研究意欲も上向きに圧で分子結晶を圧縮重合させて新しい炭素系半なります。半導体産業で盛り上がる北海道で、導体を作る試みも行っています。どちらも計算化

フロンティア精神に熱い人材の成長を応援して学の援用が必須であり、学生たちは大型計算機といます。

光を使って結晶格子の核スピン集団を操作する

面白そうににらめっこしてい
化学のもっとも楽しいところは、自分の手で望ます。私たちにとって結晶と近年、量子力学的な性質を利用した暗号通信

は、宝石の原石のような存や演算処理が次世代技術として話題を集めていわれたことがない新たな機能や特性を持つ半導在です。その美しい輝きのますが、そのプラットフォームとして注目されてい体物質を発掘・開発しようと、日々研究に取り組中に秘められた機能を見出る媒体の一つが量子ドット（QD）です。2023年

んでいます。現在、実用化されている半導体にはすことに大きなやりがいをのノーベル化学賞でも取り上げられたQDは、ナ

Si、GaAs、GaNなどいろいろありますが、実は感じています（図2）。

ノメートル（1ミリの100万分の1）スケールの半半導体の性質を示す物質は膨大に存在し、我々上の歴史がある物質群に着目しています（図1）。
この金属カルコゲナイドは化学結合が2次元的ング動作も可能であることを発見しました（図1）。

を向上させる試みにも取り組んでいます。

台湾のシリコンバレーで新しい半導体材料を勉強中

答えのないプロセスで鍛えられる基礎研究力

Figure 1 : Single crystals of metal chalcogenides (numbers are
workfunctions)

ます。QD中の電子スピンは、量子情報における長らく量子ドットを研究の軸にしてきましたが、単位（量子ビット）としての利用が期待されていま2024年3月から台湾の国立陽明交通大学で新すが、実はQDを形作る結晶格子の核もスピンをしい半導体材料である遷移金属ダイカルコゲナ

持ちます。通常、核スピンは制御が難しいことにイド（TMDC）の研究に取り組んでいます（図2）。

私が大 切にしている研 究モットーは、「人の加え、電子への影響が小さいため、あまり取り上

2010年代に室温での発光特性が報告されて以げられませんが、QDという特殊な構造では核ス

来、原子層レベルのTMDC薄膜に関する研究はと」。一般に新規物質の研究は応用や実用化にピンの影響が無視できなくなります。円偏光レー

今日、爆発的とも言える発展を見せ、特に台湾でるほか、オリジナル物質の合成技術や微細加工技

至るゴールがはるか遠くにあるため根気がいる

ザーを照射すると、電子スピンの向きを選んでは試料作製から評価、理論研究に至るまで質の術、既存の素子と組み合わせた回路設計技術を

うえに、そう簡単には正解にたどり着けない非QDに入れることができますが、この影響で元々高い成果が多く生み出されています。また、大学

生かした研究を進めているところです。現在の計

常にチャレンジングな研究であることは事実でバラバラだった核スピンの集団に偏りが生じ、電がある新竹市は「台湾のシリコンバレー」とも呼にしています。
主な研究活動としては新規半導体の結晶を作と、半導体表面に作製したナノホール付き金マスク（右）。
Figure 1 : Nuclear spin switching with respect to the laser
polarization (left) and Au mask with nano-holes.

いて、QDに外部から力を加え、核磁場の操作性

言うことを鵜呑みにせず、昨日の自分も疑うこら当研究室ではセンサーに応用することを目標

図1 レーザーの偏光状態に対する核磁場のスイッチング動作（左）導体結晶であり、電子を閉じ込める箱として働き
図1 金属カルコゲナイドの単結晶（数字は仕事関数）なことが特徴で、最近のナノ加工技術の発展か

算化学の進展をもってしても計算機の中だけで半す。だからこそ自分で道を切り拓くプロセスを通導体としての性能を予測することはできないため、して、学生たちは基礎研究力が鍛えられ、ひい合成や結晶成長、デバイス評価を組み合わせたさては将来どんな職場を選択することになってもまざまな物質探索を行っています。同時に、超高発展が期待できる応用力も磨かれていくことに

図2 Bi₂Se₃単結晶と、スコッチテープで剥離した薄片の写真。5枚の原子層を単位としてファンデルワールス力で結合した層状の結晶構造をもつので、テープの弱い粘着力で剥離できる。

Figure 2 : Bi₂Se₃ single crystal and cleaved thin layers on Scotch
tape. Bi₂Se₃ has a layered crystal structure in which ﬁve atomic-layer
units are bonded by van der Waals forces. The layers can beseparated by weak forces such as sticking of the Scotch tape.

Technical term

金属カルコゲナイド

06

また、私たちの研究室では、核磁場が更に条件次第でオン・オフ機能を切り替える複雑なスイッチ
他にも、半導体の微細加工や電極形成などを用みの物質を作り出せることです。私たちもまだ使はその中でも金属カルコゲナイドという50年以鍜 治 怜奈子にのみ働く大きな核磁場が生み出されます。こばれ、年代や性別を問わず、半導体への熱量が高れによって核スピン自身も非常に長い情報保持

い土地です。今は半年間の滞在中に可能な限り時間を持つ量子メモリへの展開が期待されてい多くの知識や経験、人的ネットワークを得るべくます。

奮闘する毎日です。

図2 台湾初の真空管コンピュータの記念像の前で。

Figure 2 : With the memorial statue of Taiwanʼs ﬁrst vacuum tube
computer.

Technical term
通常、第16族元素（カルコゲン）
のうちS
（硫黄）
、
Se
（セレン）
、Te
（テルル）
と金属元素の化合物を指す。層状の結晶構造をもち剥がれやすい性質があるものが多い。

電子スピン電子が持つミクロな磁石としての性質。上向きと下向きという2つの状態がある。

07

卒業生コラム
北大から世界へ

未来を支えるCFB技術の挑戦
沖電気工業株式会社 グローバルマーケティングセンター
ＣＦＢ開発部デバイス応用チーム チームマネージャー

古田 裕典 FURUTA Hironori

工学部発のPROFILE
出身高校／星稜高等学校
2005年 株式会社 沖データ 入社
2020年 沖電気工業株式会社 移籍

https://ahtm.eng.hokudai.ac.jp/

で起こる現象を観察するため、決定的瞬間を捉えるのもなかなか難しいのですが、酸化皮膜

す。金属の酸化そのものは日常でもごくありふの高温その場観察を駆使して、酸化皮膜の生きることを非常に嬉しく思います。CFB技術は、単れた自然現象ですが、高温では表面に生成す成機構を解明できたらいいなと思っています。

なる技術革新に留まらず、将来的な半導体の発展

る酸化皮膜の種類によって金属材料の耐久性

皆さんも、金属のさびに潜む深淵な世界を一を支えるキーとなる技術です。その一端を担う仕が決まるため、高温で使用される耐熱金属材

緒に覗いてみませんか？

事は非常にやりがいがあり、日々多くの挑戦を感じ

料にとっては、特に重要な現象となります。金源であるLEDの進化に伴い開発され、プリンタのの壁を打ち破る革新的な技術です。この技術によ

このように、私たちの研究開発が社会に貢献で小型化や高速化に貢献してきました。私が設計・り、将来的に半導体の性能向上や新たな応用が期開発したCFB技術を活用したLEDチップがプリン

待され、半導体の進化に大いに寄与すると考えてタに採用され、市販されていることに大きな喜びいます。
が使用されており、その高性能化や省電力化が切UEDA
准教授 上田 光敏 Mitsutoshi
出身高校／北海道旭川東高等学校
研究分野／金属の高温酸化・高温腐食、
高温物理化学
研究テーマ／各種金属材料の高温酸化

高温において金属材料を加熱すると、多くのCFB技術は、本来、異なる物質を接合することが非常に難しいとされる半導体分野において、そ現代の社会では、日常生活の中に多くの半導体研究室ホームページ

材料科学部門先端高温材料工学研究室

場合、その表面にさび（酸化皮膜）が生成しま

私は現在、CFB（異種材料接合技術）の開発に携わっています。CFB技術はOKIのプリンタの光を感じています。

ア・レ・コ・レ

高温その場観察法を駆使して、金属材料の表面酸化を捉える応えるために、半導体のさらなる進化を促進し、高性能化や省電力化に貢献することでしょう。

属材料の表面酸化を的確にコントロールする

ながら取り組んでいます。

ためにも、酸化皮膜の生成機構を解明することに望まれています。CFB技術は、これらのニーズにが重要となりますが、その詳細なメカニズムは未だ明らかになっていません。
私は、耐熱金属材料の表面に生成する酸化皮膜とその生成・成長過程に興味を持ち、現在、酸化皮膜の生成過程を直接、顕微鏡で観察する研究に従事しています。温度の高い環境▲CFB技術によるフルカラーマイクロLEDディスプレイ

▲OKIのLEDプリンタ

注 目 の 話 題 をピ ック ア ップ

工学部の
授業紹介

ER NE T W O R K

有機化学の魅力を伝える
研究室ホームページ◀
（図１）高温その場観察装置の外観

https://itogrouphp.eng.hokudai.ac.jp/

応用化学部門
有機元素化学研究室
准教授

世界の国々
から北大へ

2024.AUGUSTFrom winter wonderland tocolorful autumn
研究室ホームページ

ISLAM Md Tansirul

https://ldc.eng.hokudai.ac.jp/

私は、工学部応用化学コースの「有機化学Ⅰ」をの反応にはそれが進行する理由があり、その原理・授業資料にも気を配り、すべての学生が有機化学

An Introspective Look at International Students' Experiences at Hokkaido University

原則をきちんと教えることで、暗記に頼らない本質の基礎を理解できるようにデザインしています。

属された新学部2年生が、専門科目として有機化

的な有機化学の魅力を伝えるように努めています。

Japan's vast cultural enrichment and themodest nature of its people have always
drawn me in. Three years ago, I traveled toJapan to complete my master's degree. As
soon as I set foot on the Hokkaido University
campus, I fell in love. Season by season, myfascination deepened. It's vibrant in the fall,lush and green in the summer, a winterwonderland, and a springtime ﬂower paradise.
Our campus is a true embodiment of how
technology and environment can coexist.
My initial plan was to stay in Japan for
only two years and then migrate to anothercountry for my doctoral course. However,
my incredible master's program experiences
inspired me to pursue my Ph.D here as well.
The lab's warm environment, incredibly
compassionate professors, and amiable lab
partners were all major factors in mydecision to continue.
However, I am a travel enthusiast. I love
exploring new places and meeting new

高校までの有機化学は、化学反応が起こる原
理・原則を学ぶところまで行き届いておらず、残念ながら多くの学生が「有機化学=よくわからないけ
ど暗記で乗り切る科目」という認識を持っています。また、有機化学と聞くと、「薄暗い実験室で汚れた白衣を着た怪しい化学者が夜遅くまで実験している…」というようなイメージが根強くあると感じています。私の授業では、これらの誤解を取り払い、有機化学の魅力を正しく伝えることを目標に授業を行っています。
有機化学は、多種多様な物質の性質・機能や生命現象の仕組みを系統的に理解する上で不可欠な学問であるだけなく、分子レベルでの究極のものづくりを扱う創造性溢れる学問です。また、すべて▲授業の様子。穴埋め式のスライドを使用し、学生が能動的に参加できるように工夫。

No.435

出身地／ Bangladesh
研究分野／ Composite Materials
研究テーマ／ Preparation ofdifferent types of CFRP by using
electrodeposition resin molding
method.

担当しています。教養科目を修了し、応用化学に配学を学ぶための最初の授業です。

08

久保田 浩司 KUBOTA Koji

出身高校／北海道北広島高校
研究分野／有機合成、メカノケミストリー
研究テーマ／メカノケミカル法を用いた有機合成反応の開発

留学生コラム▲（図2）乾燥空気気流中におけるFe-9Cr合金の酸化挙動（高温その場観察の一例）

people. In the northern frontier of Japan,
every day brings new opportunities for
exploration and enlightenment a testament
to the enduring spirit of curiosity andresilience that deﬁnes the Hokkaido
experience. Living in Hokkaido, which
offers breathtaking natural scenery and aplethora of travel destinations to discover,is truly a blessing.
To conclude, studying at Hokkaido
University as an international student ismore than just an academic pursuit it's ajourney of self-discovery, cultural immersion,and personal growth.

▲Posing inside an IGLOO in Tomakomai during Winter▲Enjoying Cherry Blossom during Spring in Otaru

09

Messages from Doctoral Students
Message

博士課程学生からのメッセージ

1 研究も趣味も休息も全力で！

VRドライビングシミュレータを利用してドライ

生活の一部ですが、時間を工面しながら趣味や休

バーの行動を分析し、より安全な交通環境を実現

息、後輩たちとの交流に時間を割き、ストレスを解するための研究に日々励んでいますが、その研究消しつつ研究への活力を高めています。

活動の醍醐味の一つが学会発表です。特に国際進学を選択した理由はいくつかありますが、高会議では、海外の専門家とのディスカッションだい専門性を身につけたいという気持ちが大きな動けでなく、名前も知らないような異文化の食事を機でした。過去の自分を超えてレベルアップし、自楽しむことができるのも魅力です。

分にしかできないことをなすためには、厳しい環

博士後期課程の学生は、研究に没頭するだけ

境に身を置くことで自分を追い込むことが必要だの孤独な生活を送っている……周囲からはそう思と考えています。研究も趣味も休息も全力で行い、われているかもしれません。もちろん研究は日常日々を充実させながら自分自身と戦っています。

リン グ・ヘッド ラ イ ン

Topics
北方圏環境政策工学専攻
先端モビリティ工学研究室
博士後期課程1年

福井 千菜美工学研究院若手教員奨励賞受賞者を紹介します

北海道大学大学院工学研究院では、優れた研究業績を挙げた若手教員の研究活動奨励を目的として、令和2年度に若手教員奨励賞を設置しました。
令和５年度は、６名の先生方が受賞されましたのでご紹介します。

FUKUI Chinami

・ 出身高校
私立吉祥女子高等学校
・ 研究分野交通工学・ 研究テーマ
VRドライビングシミュレータを使用したドライバー挙動の分析
・ 趣味
散歩・ドライブ・ピアノ・
キックボクシング・読書・ ひとこと盆栽はじめました。
日々穏やかに過ごしています。

メカノケミカル合成技術で、日本から産業革命を起こす

マイクロ流体デバイスを用いたナノ医薬品製造技術の開発

応用化学部門 有機工業化学分野 准教授

応用化学部門 分子機能化学分野 准教授

久保田 浩司このたびは若手教員奨励賞を賜り、誠にありがとうございます。現在の有機化学産業は、

この度は、令和5年度若手教員奨励賞を賜り、大変光栄に思います。近年、半導体の環境負荷の大きい石油由来の溶媒と、化学反応の促進に莫大なエネルギーを用いてお微細加工技術を用いて作製されたマイクロ流体デバイスの実用化が進んでいます。私は、り、決して持続可能なものではありません。私は、ボールミルなどの粉砕機を用いた「メカノ手のひらサイズのマイクロ流体デバイスを用いた生体分子の分析やmRNAワクチンに代ケミカル有機合成技術」を駆使し、有機溶媒を用いない高効率かつ環境に優しい化学反表される脂質ナノ粒子の製造法の開発とナノ医薬品製造への応用に取り組んでいます。

応の開発を通して、社会のグリーントランスフォーメーションの実現を目指しています。

今回の受賞を励みに、研究成果の社会実装を目指して、研究に邁進したいと思います。

◀独自に開発したマイクロ流体デバイス（iLiNPデバイス）を用いた脂質ナノ粒子▲メカノケミカル法による環境に優しい有機合成反応の開発▲国際会議での留学先の友人たちとの集合写真

Message▲車内でドライビングシミュレータ実験をするための実験設備●研究室ホームページ
https://www.eng.hokudai.ac.jp/
labo/kyoku

作製法の概念図

優れた照射耐性を有する
次世代原子炉用構造材料の開発

Solid solution alloy nanoparticles asnovel catalysts in green energy storage

材料科学部門 エネルギー材料分野 准教授 岡 弘

材料科学部門 マテリアル設計分野 助教
Mai Thanh Nguyen（グエン タン マイ)

令和5年度「工学研究院若手教員奨励賞」に選出いただき誠にありがとうございます。

2 博士後期課程はプライスレス

選考委員の先生方に感謝申し上げるとともに、周囲の先生方、これまで研究に従事してくれた学生、家族の支えに感謝いたします。私はこれまで、核融合炉等の先進原子炉用構
造材料における照射損傷機構と、耐照射性を向上させた新材料の開発に取り組んできました。最近では、金属積層造形を利用し内部にナノスケールの酸化物粒子を高密度に分散させた合金の創製に挑戦しています。これからも、日本の未来に不可欠な次世代原子

秋田大学で修士号を取得し、2022年度から現

や、社会的に自由な学生という身分を得られること

在の所属に移りました。初年度はDXプログラム生

は、博士後期課程に進む魅力の一つだと思います。

として採用され、翌年度から日本学術振興会の特他大学からの入学ということもあって、札幌に別研究員（学振）として採用されています。
学振では毎月20万円の生活費をいただいていまかりいました。しかし北大では、私が初年度に採すが、税金を抜くと手取りは16万円くらいになる感用されたDXプログラムをはじめ、海外派遣制度やじです。私の場合、学振とは別に非常勤講師やTAと博士専用の就職支援など、博士学生をサポートすしても働いており、実際の手取り額には毎月数万円る仕組みが整っています。担当教官のお力添えはが上乗せされています。同世代の社会人と比べるともちろん、大学からの強力なサポートのおかげで、高収入とは言えませんが、研究に没頭できる環境

安心した生活を送れています。

▲地質標本館での実験の様子

10来た当初はいろいろなことに不慣れで戸惑ってば▲ザンビアで食べた肉

環境循環システム専攻
資源マネージメント研究室
博士後期課程３年

I am truly honored to receive the Young Faculty Encouragement Award. I havebeen engaging in synthesizing solid solution metal (metal oxide) alloy nanoparticles
of various metal pairs including those with miscibility gaps and intermetallics in thebulk. Currently, my research involves in studying their stability under various
conditions. I would like to pursue research to understand the catalytic activity ofthese nanomaterials owing to their novel structures. Based on that, the researchcontributes to developing new catalysts for applications in green energy storage.

力システムの実現に資する研究に取り組んでいきます。

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岡田 夏男

OKADA Natsuo

・ 出身高校
三重県立川越高等学校
・ 研究分野鉱山工学
・ 研究テーマ
ハイパースペクトルイメージングと機械学習を組み合わせた
鉱物同定システムの開発
・ 趣味
旅行
・ ひとこと鉱山工学を学んでいます。

●研究室ホームページ
https://resource-management.
eng.hokudai.ac.jp/jpn/

真栄城 正寿▲金属3Dプリンティングによる原子炉材料の創製

The draw illustrates vacuum co-sputter depositionof two metal targets (orange and gray) onto liquidpoly(ethylene glycol) for synthesis of solid
solution alloy nanoparticles. The method isapplicable for various metal pairs, enabling toachieve solid solution alloy nanoparticles ofmetals that are even immiscible or formingintermetallic compounds in the bulk. These
nanoparticles with new structures can be ofgreat interest for catalysts.

二酸化炭素を原料とした有用物質合成を可能とする固体触媒の創製

シアニドの反応性コントロール：
触媒的イソシアノ化反応の開発

応用化学部門 化学工学分野 准教授

応用化学部門 有機工業化学分野 助教

多田 昌平

百合野 大雅このたびは若手教員奨励賞を頂戴し、誠にありがとうございます。私の研究では、二酸

この度は、若手教員奨励賞にご選出いただき、誠にありがとうございます。私は、最小の化炭素排出抑制や炭素資源の循環利用に向けて、二酸化炭素から燃料や化成品原料

分子状アニオンであるシアニドの反応性を巧みに制御し有効活用する、新たな技術の開を合成する触媒プロセスを開発しています。安定な二酸化炭素を分解する「力強さ」と、不発に取り組んでいます。我々の見出した触媒的イソシアノ化反応は、従来の教科書とは全安定な化学物質を精度よく合成する「繊細さ」を兼ね備えた触媒の登場が急務です。皆く逆の反応です。有機合成化学は、分子を組み立て式おもちゃのように自在に作り上げる様の変わらぬ支えに感謝し、これからも研究を続けてまいります。

学問です。これからも、世界中をあっと驚かせるような合成反応を開拓していく所存です。

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（左）企業と共同開発した反応装置（右）二酸化炭素を原料とした反応で得られる液体生成物▲シアニドの反応性コントロール

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季 節 だより
車 輪と自転 車

自転 車の原 型は
18 1 3 年のドイツで生まれた
車輪が 考 案されたのは
紀元 前 1 5 0 0 年 頃のこと
車輪を前後に並べる
ただそれだけの工 夫に
30 0 0 年 以 上かかった
新しい発 明のヒントはきっとあなたの身近にある
写真提供：北工会写真同好会/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////編 集 後記今号の特集では、「半導体研究の最先端」と題して、現代社会を支える最も重要な技術の一つである半導体に関する研究を行っている先生方に、最先端の研究について語っていただきました。
私たちは日々、無数のデバイスに囲まれ、その便利さを享受していますが、その背後にある技術や努力に目を向けることは少ないでしょう。
この特集を通じて、北海道大学ではどのような技術が開発されているのか、
どんなことを学び、体験できるのか、
そして先生方がどのような夢を抱いて研究に邁進しているのかをしっていただけたらと思います。
未来を担う研究者をめざすきっかけになれば幸いです。
最後に執筆に協力して頂いた皆様に、この場を借りてお礼申し上げます。
コーディネーター

笹倉 弘理（応用物理学部門 准教授）

えんじにあRing 第 435 号
令和6年8月1日発行
北海道大学大学院工学研究院／大学院工学院／工学部
広報室〒060-8628 北海道札幌市北区北13条西8丁目
TEL：011-706-6257・6115・6116 E-mail：shomu@eng.hokudai.ac.jp
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次号は令和6年12月上旬発行予定です。